Leerboekontwerp van thermische netwerken. Hydraulische berekening van warmtenetten

cursus werk

op de cursus "Warmtenetwerken"

over het onderwerp: "Ontwerp van thermische netwerken"

Oefening

voor scriptie

op de cursus "Warmtenetwerken"

Ontwerp en bereken het warmtetoevoersysteem van het district van de stad Volgograd: bepaal het warmteverbruik, selecteer het warmtetoevoerschema en het type warmtedrager en maak vervolgens hydraulische, mechanische en thermische berekeningen van het warmteschema. De gegevens voor het berekenen van optie nr. 13 zijn weergegeven in Tabel 1, Tabel 2 en Figuur 1.

Tabel 1 - Initiële gegevens

Waarde Benaming Waarde Waarde Benaming Benaming Waarde Buitentemperatuur (verwarmen) -22 Ovenprestaties 40 Buitenluchttemperatuur (ventilatie) -13Kiln draaiuren per jaaruren8200Aantal inwoners 25 000Specifiek gasverbruik 64Aantal woongebouwen 85Specifiek verbruik vloeibare brandstof kg/t38Aantal openbare gebouwen 10Verbruik van in het bad geblazen zuurstof 54Volume openbare gebouwen 155.000Ijzerertsconsumptiekg/t78Volume van industriële gebouwen 650.000Vargeijzerverbruikkg/t650Aantal staalfabrieken2Schraperverbruikkg/t550Aantal machinewerkplaatsen2Batchverbruikkg/t1100Aantal reparatiewerkplaatsen2Uitlaatgastemperatuur naar de ketel 600Aantal thermische winkels2Uitlaatgastemperatuur na de ketel 255Aantal spoordepots3Luchtdebiet voor de ketel1.5Aantal magazijnen3Luchtdebiet na de ketel1.7

Figuur 1 - Schema van warmtevoorziening van het district van de stad Volgograd

Tabel 2 - Initiële gegevens

Afstanden percelen, km Hoogteverschillen op de grond, m 01234567OABVGDEZH 47467666079268997

abstract

Cursussen: 34 pagina's, 1 figuur, 6 tabellen, 3 bronnen, 1 toepassingen.

Het object van studie is het verwarmingssysteem van de stad Volgograd.

Het doel van het werk is het beheersen van de berekeningsmethodiek voor het bepalen van het warmteverbruik voor verwarming, ventilatie en warmwatervoorziening, de keuze van het warmteleveringsschema, berekening van de warmtebron, hydraulische berekening van warmtenetten, mechanische berekening, thermische berekening van warmte netwerken.

Onderzoeksmethoden - uitvoeren en analyseren van berekeningen om warmteverbruik, koelmiddeldebieten, ontwerplijn, niet-ontwerplijn, aantal steunen, warmtepijpcompensatoren, liftselectie te bepalen.

Als resultaat van dit werk werd de duur van het stookseizoen berekend, het minimale warmteverbruik voor verwarming, de warmtebelasting voor verwarming, ventilatie en airconditioning zijn seizoensgebonden en afhankelijk van de klimatologische omstandigheden. Ook werd de warmte van de uitlaatgassen van openhaarden berekend, een afvalwarmteketel geselecteerd, het economisch rendement van de afvalwarmteketel en brandstofbesparing bepaald en een hydraulische berekening van warmtenetten uitgevoerd. Het aantal steunen werd ook berekend, de lift werd geselecteerd en het verwarmingsapparaat werd berekend.

Aantal inwoners, lift, verwarming, ventilatie, pijpleiding, temperatuur, druk, verwarmingsnetwerken, warmwatervoorziening, perceel, hoofdleiding, koelvloeistof

Berekening van het warmteverbruik

1 Berekening van thermische belastingen

1.1 Warmteverbruik voor verwarming

1.2 Warmteverbruik voor ventilatie

1.3 Warmteverbruik voor tapwater

2 Jaarlijks warmteverbruik

3 Stookduurcurve

Keuze warmteleveringsschema en type warmtedrager

Warmtebron berekening

1 Rookgaswarmte

2 Een afvalwarmteketel kiezen

3 Bepaling van het brandstofverbruik en de economische efficiëntie van de afvalwarmteketel

Hydraulische berekening van het warmtenet

1 Bepaling van de koelvloeistofstroom

2 Pijpleidingdiameterberekening

3 Berekening van de drukval in de leiding

4 Een piëzometrische grafiek maken

Mechanische berekening

Thermische berekening

Linklijst

Invoering

Warmtevoorziening is een van de belangrijkste subsystemen van de energiesector. Voor warmtetoevoer: nationale economie en de bevolking verbruikt ongeveer 1/3 van alle brandstof- en energiebronnen die in het land worden gebruikt.

De belangrijkste verbeterpunten voor dit deelsysteem zijn de concentratie en combinatie van warmte- en elektriciteitsproductie (WKK) en centralisatie van de warmtevoorziening.

Warmteverbruikers zijn woningen en gemeentelijke diensten en industriële ondernemingen. Voor woningen en gemeenschappelijke voorzieningen wordt warmte gebruikt voor verwarming en ventilatie van gebouwen, warmwatervoorziening; voor industriële ondernemingen, daarnaast voor technologische behoeften.

1. Berekening van het warmteverbruik

1.1 Berekening van thermische belastingen

Warmtebelastingen voor verwarming, ventilatie en airconditioning zijn seizoensgebonden en afhankelijk van klimatologische omstandigheden. De technologische belasting kan zowel seizoensgebonden als het hele jaar door zijn (warmwatervoorziening).

1.1.1 Warmteverbruik voor verwarming

De belangrijkste taak van verwarming is om de interne temperatuur van het pand op een bepaald niveau te houden. Om dit te doen, is het noodzakelijk om een ​​evenwicht te bewaren tussen de warmteverliezen van het gebouw en de warmtewinst.

Het warmteverlies van een gebouw hangt voornamelijk af van warmteverlies door warmteoverdracht via externe omhullingen en infiltratie.

waar - warmteverlies door warmteoverdracht via externe hekken, kW;

Infiltratie coëfficiënt.

Warmteverbruik voor verwarming van woongebouwen bepaald door de formule (1.1), waarbij het warmteverlies door warmteoverdracht door buitenafscheidingen wordt berekend met de formule:

waar is de verwarmingskarakteristiek van het gebouw, kW / (m3 K);

Externe inhoud van een woongebouw, m3;

Het totale volume van woongebouwen wordt bepaald door de formule:

waar - aantal inwoners, personen;

Volumetrische coëfficiënt van woongebouwen, m3/persoon. Laten we het gelijk nemen.

Om de verwarmingskarakteristieken te bepalen, is het noodzakelijk om het gemiddelde volume van één gebouw te kennen, dat we dan uit Bijlage 3 hebben.

Volgens bijlage 5 vinden we dat. Infiltratiecoëfficiënt voor van dit type gebouwen worden geaccepteerd. Dan is het warmteverbruik voor het verwarmen van woongebouwen:

Warmteverbruik voor verwarming openbare gebouwen wordt ook berekend met de formules (1.1) en (1.2), waarbij wordt aangenomen dat het volume van gebouwen gelijk is aan het volume van openbare gebouwen.

Het gemiddelde volume van één openbaar gebouw.

Uit bijlage 3 hebben we. Volgens bijlage 5 stellen we dat vast.

De infiltratiecoëfficiënt voor dit type gebouw is acceptabel. Dan is het warmteverbruik voor de verwarming van openbare gebouwen:

Warmteverbruik voor verwarming van industriële gebouwen berekent volgens de formule:

Gemiddeld volume van één industrie gebouw:

Volgens deze waarde uit Bijlage 3 hebben we de waarden van verwarmingskarakteristieken die in Tabel 1.1 worden gegeven.

Tabel 1.1 - Verwarmingskenmerken van industriële gebouwen

We accepteren de infiltratiecoëfficiënt. De interne luchttemperatuur in de werkplaatsen moet, in het depot-, en in het magazijn- zijn.

Warmteverbruik voor verwarming van industriële werkplaatsen:

Warmteverbruik voor verwarming van het spoorremise en magazijnen:

Het totale warmteverbruik voor het verwarmen van bedrijfsgebouwen wordt:

Totaal warmteverbruik voor verwarming zal zijn:

Warmteverbruik aan het einde van de stookperiode:

waar is de buitentemperatuur van het begin en einde van de stookperiode;

Geschatte temperatuur in het verwarmde gebouw.

Warmteverbruik per uur aan het einde van de stookperiode:

Warmteverbruik per uur voor verwarming:

1.1.2 Warmteverbruik voor ventilatie

Een benaderende berekening van het warmteverbruik voor ventilatie kan worden uitgevoerd volgens de formule:

waar is de ventilatiekarakteristiek van het gebouw, kW/(m3 K);

Extern volume van het gebouw, m3;

Interne en externe temperaturen, °C.

Warmteverbruik voor ventilatie van openbare gebouwen.

Bij het ontbreken van een lijst van openbare gebouwen kan deze worden genomen voor het totale volume van alle openbare gebouwen. Het warmteverbruik voor ventilatie van dit type gebouw zal dus zijn:

Warmteverbruik voor ventilatie van industriële gebouwen berekend volgens de volgende formule:

Het gemiddelde volume van één bedrijfsgebouw en dienovereenkomstig vinden we uit bijlage 3 de ventilatiekarakteristiek van het gebouw (tabel 1.2).

Tabel 1.2 - Ventilatiekenmerken van industriële gebouwen

WerkplaatsStaalsmeltenMechanischReparatieThermischDepot SpoorwegMagazijn 0,980,180,120,950,290,53

Warmteverbruik voor ventilatie van het spoorremise en magazijnen:

Warmteverbruik voor ventilatie van industriële werkplaatsen:

Het totale warmteverbruik voor ventilatie van openbare gebouwen zal zijn:

De totale kosten van ventilatie zijn:

Het warmteverbruik voor ventilatie aan het einde van de stookperiode wordt bepaald met de formule (1.5):

Warmteverbruik per uur voor ventilatie aan het einde van de stookperiode:

Warmteverbruik per uur:

1.1.3 Warmteverbruik voor tapwater

De warmwatervoorziening is zowel overdag als doordeweeks erg ongelijk. Gemiddeld dagelijks warmteverbruik voor de levering van warm tapwater:

waar - het aantal inwoners, mensen;

Warmwaterverbruik c per inwoner, l/dag;

Warmwaterverbruik c voor openbare gebouwen per inwoner van de wijk, l/dag;

Warmtecapaciteit van water: .

Laten we en nemen. Dan hebben we:

Warmteverbruik per uur voor warmwatervoorziening:

Gemiddeld warmteverbruik voor warmwatervoorziening in de zomer:

waar is de temperatuur van koud kraanwater in de zomer, ° С ();

Coëfficiënt die rekening houdt met de vermindering van het waterverbruik voor de warmwatervoorziening in de zomer ten opzichte van het waterverbruik in de stookperiode ().

Dan:

Warmteverbruik per uur:

1.2 Jaarlijks warmteverbruik

Het jaarlijkse warmteverbruik is de som van alle warmtelasten:

waar is het jaarlijkse warmteverbruik voor verwarming, kW;

Jaarlijks warmteverbruik voor ventilatie, kW;

Jaarlijks warmteverbruik voor warmwatervoorziening, kW.

Het jaarlijkse warmteverbruik voor verwarming wordt bepaald door de formule:

waar is de duur van de verwarmingsperiode, s;

Gemiddeld warmteverbruik voor het stookseizoen, kW:

waar is de gemiddelde buitentemperatuur van de verwarmingsperiode, ° С

Volgens bijlage 1 vinden we en. Uit bijlage 2 voor de stad Volgograd schrijven we de standtijden van de gemiddelde dagtemperaturen in het jaar (Tabel 1.3).

Tabel 1.3 - Aantal uren voor de stookperiode met een gemiddelde dagelijkse buitentemperatuur

Temperatuur, ° С -20 en lager -15 en lager -10 en lager -5 en lager dan 0 en lager + 5 en lager + 8 en lager

Dan wordt het jaarlijkse warmteverbruik voor verwarming:

Het jaarlijkse warmteverbruik voor ventilatie wordt als volgt berekend:

waarbij - de duur van de ventilatie tijdens de stookperiode, s;

Gemiddeld warmteverbruik voor ventilatie voor het stookseizoen, kW:

De duur van de ventilatiewerking wordt genomen voor openbare gebouwen. Dan wordt het jaarlijkse warmteverbruik voor ventilatie:

Het jaarlijkse warmteverbruik voor de warmwatervoorziening wordt bepaald door de formule:

waarbij - de duur van de warmwatervoorziening gedurende het jaar, s.

Aanvaarden. Dan wordt het jaarlijkse warmteverbruik voor de warmwatervoorziening:

Het jaarlijkse warmteverbruik voor verwarming, ventilatie en warmwatervoorziening wordt:

1.3Grafiek duur warmtebelasting

De grafiek van de duur van de warmtebelasting karakteriseert de afhankelijkheid van het warmteverbruik van de buitenluchttemperatuur en illustreert ook het niveau van het totale warmteverbruik gedurende de gehele verwarmingsperiode.

De volgende gegevens zijn nodig om de grafiek van de warmtelast te plotten:

® duur van het stookseizoen

®geschatte uurlijks warmteverbruik voor verwarming

®minimaal uurlijks warmteverbruik voor verwarming

®geschatte uurlijks warmteverbruik voor ventilatie

®minimaal uurlijks warmteverbruik voor verwarming

2. Keuze warmteleveringsschema en type warmtedrager

De belangrijkste warmteleidingen zijn weergegeven in figuur 2.1. Zoals u kunt zien, is dit een stralingswarmtenet waarin afzonderlijke hoofdtakken met elkaar zijn verbonden (A-B en A-D, A-D en D-C, enz.) om onderbrekingen in de levering van warmte te voorkomen.

Figuur 2.1 - Warmtevoorzieningsschema van de stad Volgograd

De warmtebron is een restwarmteketel die gebruik maakt van de secundaire bronnen van een open haard. De warmtedrager is water.

Bij stadsverwarming worden drie hoofdschema's gebruikt: onafhankelijk, afhankelijk van watermenging en afhankelijk van directe stroom. In ons geval zullen we een afhankelijk circuit met watermenging installeren om het verwarmingssysteem aan te sluiten op externe warmteleidingen. Hier wordt het retourwater van het verwarmingssysteem met behulp van een lift gemengd met water op hoge temperatuur uit de buitenwarmtetoevoerleiding.

3. Berekening warmtebron

De warmtebron is een open haard waarvan de secundaire bronnen door de restwarmteketel worden gebruikt voor verwarming. De secundaire energiebronnen van de staalproductie die worden gebruikt voor stadsverwarming zijn de warmte van rookgassen en de warmte van de elementen van de staalproductieoven.

Openhaardoven die werkt door schrootertsproces wordt verwarmd door mengsel natuurlijk gas en stookolie met zuurstoftoevoer naar het bad. De samenstelling van brandstoffen is weergegeven in tabel 3.1.

Tabel 3.1 - Samenstelling van verbrande brandstof in een open haard

Gas,% 95.72.850.11.35 Stookolie, %85.512.40.50.0.11.0

3.1 Rookgaswarmte

De uitlaatgassen van de openhaard na de regeneratoren hebben een temperatuur van 605°C en worden gebruikt om stoom op te wekken in afvalwarmteketels. De hoeveelheid warmte van uitlaatgassen wordt bepaald per 1 ton staal. Om de enthalpie van rookgassen te bepalen, is het daarom noodzakelijk om de volumes van hun individuele componenten per 1 ton staal te bepalen. Theoretisch zuurstofverbruik bij verbranding van 1 m 3gasvormige brandstof wordt berekend met de formule:

Wij hebben:

Theoretisch zuurstofverbruik bij verbranding van 1 kg vloeibare brandstof:

Het totale theoretische zuurstofverbruik voor brandstofverbranding per 1 ton staal wordt berekend met de formule:

waar is het verbruik van gasvormige brandstof, ;

Vloeibaar brandstofverbruik, kg/t.

Ook wordt zuurstof besteed aan de oxidatie van metaalverontreinigingen en aan de naverbranding van koolmonoxide dat vrijkomt uit het bad. De hoeveelheid daarvan, rekening houdend met de zuurstof van ijzererts, zal zijn:

waar - ertsverbruik per 1 ton staal, kg;

De hoeveelheid verbrande koolstof per 1 ton staal, kg:

waar is het verbruik van gietijzer en schroot per 1 ton staal, kg;

De hoeveelheid verbrande koolstof zal dus zijn:

Het zuurstofvolume in de uitlaatgassen bij de uitlaat van de regenerator wordt als volgt berekend:

waar is de coëfficiënt van de luchtstroom naar de afvalwarmteketel.

Laten we de volumes van andere gassen in de verbrandingsproducten bepalen. Het volume van drieatomige gassen in de verbrandingsproducten van een mengsel van gasvormige en vloeibare brandstoffen wordt berekend met de formule:

Triatomaire gassen worden ook gescheiden van de lading:

waar is de hoeveelheid en vrijgegeven uit het bad per 100 kg lading, kg;

Dichtheid en ();

Laadverbruik per 1 ton staal, kg.

Voor schroot erts proces:

Het totale volume van drieatomige gassen wordt gedefinieerd als:

Het volume waterdamp in de verbrandingsproducten van het brandstofmengsel zal zijn:

waar wordt het specifieke verbruik van zuivere zuurstof in het bad geblazen, .

Isolatie van waterdamp uit het mengsel:

waar is de hoeveelheid die uit het bad komt per 100 kg lading, kg;

Dichtheid van waterdamp.

Voor schroot erts proces.

Het volume waterdamp in de uitlaatgassen wordt op dezelfde manier berekend als het volume diatomische gassen volgens formule (3.9):

De hoeveelheid stikstof in de rookgassen:

Dus de enthalpie van gassen aan de uitlaat van de regenerator per 1 ton staal zal zijn:

waar is de gastemperatuur tot aan de afvalwarmteketel, °С;

Volumetrische warmtecapaciteiten van de overeenkomstige gassen, kJ/(m3 K).

3.2 Een afvalwarmteketel kiezen

De jaarlijkse warmteafgifte met rookgassen zal zijn:

waar is de staalproductie per jaar, d.w.z.

Het mogelijke gebruik van uitlaatgassen wordt dan bepaald door de formule:

waar is de enthalpie van rookgassen bij de uitlaat van de afvalwarmteketel, GJ/t. Bij het bepalen van de enthalpie van rookgassen aan de uitlaat van de afvalwarmteketel moet er rekening mee worden gehouden dat er luchtlekken zijn in de afvalwarmteketel, dat wil zeggen dat het luchtdebiet na de ketel 1,7 is, wat betekent dat de volumes zuurstof en stikstof zullen toenemen:

Om een ​​afvalwarmteketel te selecteren, is het noodzakelijk om het uurdebiet van de rookgassen te bepalen:

waar is de bedrijfstijd van de open haard per jaar, h.

Het gemiddelde uurverbruik van rookgassen bij de inlaat van de restwarmteketel zal zijn:

Aan de uitgang van de restwarmteketel:

Afhankelijk van de toepassing selecteren we KU-100-1 met een doorvoer van 100.000 m3/h.

3.3 Bepaling brandstofverbruik en economisch rendement van de afvalwarmteketel

De enthalpie van gassen aan de uitlaat van de afvalwarmteketel is:

Dit betekent dat het mogelijke gebruik van uitlaatgassen voor het jaar zal zijn:

Met de thermische gebruiksrichting van secundaire energiebronnen wordt de mogelijke warmteontwikkeling bepaald door de formule:

waar is een coëfficiënt die rekening houdt met de discrepantie tussen de modus en de bedrijfstijd van de gebruiksinstallatie en de proceseenheid;

Coëfficiënt die rekening houdt met het warmteverlies van de gebruiksinstallatie naar de omgeving.

Bij en de mogelijke warmteontwikkeling zal zijn:

Het mogelijke brandstofverbruik wordt berekend met de formule:

waar is de gebruiksfactor van de output; - specifiek brandstofverbruik voor warmteopwekking bij de vervangen unit, tce/GJ:

waar is het rendement van de vervangen energiecentrale, met de indicatoren waarvan het rendement van het gebruik van secundaire energiebronnen wordt vergeleken.

Bij en we hebben het volgende brandstofverbruik:

Geschatte besparingen door het gebruik van secundaire energiebronnen worden bepaald aan de hand van de uitdrukking:

waar is een coëfficiënt die bovendien rekening houdt met de verlaging van de huidige kosten, naast de brandstofbesparing, veroorzaakt door een afname van de capaciteit van de hoofdcentrales als gevolg van hun vervanging door gebruiksinstallaties;

Fabriekskosten van bespaarde brandstof tegen de huidige catalogusprijzen en tarieven, UAH/tce;

Specifieke kosten voor de exploitatie van recyclingfabrieken, UAH / GJ;

E - normatieve efficiëntiecoëfficiënt van kapitaalinvesteringen (0,12-0,14);

Kapitaalinvesteringen in vervangen elektriciteits- en gebruiksinstallaties, UAH

De kosten zijn weergegeven in tabel 3.2

Tabel 3.2 - Kosten

ParameterAanwijzing WaardeKapitaalkosten voor KU-100-1 UAH 160 miljoen 45 UAH/GJ Kosten van referentiebrandstof 33.000 UAH/tce

De investering in een vervangende installatie om dezelfde hoeveelheid stoom te produceren is:

Dan is de geschatte besparing door het gebruik van secundaire energiebronnen gelijk aan:

4. Hydraulische berekening van het warmtenet

De taak van hydraulische berekening omvat het bepalen van de diameter van de pijpleiding, de drukval tussen afzonderlijke punten, het bepalen van de druk op verschillende punten, het koppelen van alle punten van het systeem om te zorgen voor acceptabele drukken en de vereiste drukken in het netwerk en bij abonnementen in statische en dynamische modi.

4.1 Bepalen van de koelvloeistofstroom

Het koelvloeistofverbruik in het netwerk kan worden berekend met de formule:

waar is het thermisch vermogen van het verwarmingssysteem, kW;

Geschatte temperatuur van aanvoer- en retourwater in het verwarmingssysteem, °С;

Warmtecapaciteit van water, kJ/(kg °C).

Voor sectie 0 is het thermisch vermogen gelijk aan de som van het warmteverbruik voor verwarming en ventilatie. De berekende temperaturen van direct en retourwater zullen 95°С en 70°С zijn. De waterstroom voor sectie 0 zal dus zijn:

Voor andere paragrafen is de berekening van de stroomsnelheden van de warmtedrager samengevat in Tabel 4.1 warmtetoevoer warmteverbruik warmtedragerbelasting

4.2 Berekening van pijpleidingdiameter

Schat de voorlopige leidingdiameter met behulp van de massastroomformule:

waar is de koelmiddelsnelheid, m/s.

We nemen de snelheid van waterbeweging 1,5 m/s, de dichtheid van water bij een gemiddelde temperatuur in het netwerk van 80-85 ° C zal zijn. Dan is de diameter van de pijpleiding:

Van een aantal standaard diameters nemen we een diameter van 68 0×9 mm. Hiervoor voeren we de volgende berekeningen uit. De initiële afhankelijkheid voor het bepalen van de specifieke lineaire drukval in de pijpleiding is de vergelijking D Arcee:

waar is de coëfficiënt van hydraulische wrijving;

Gemiddelde snelheid, m/s;

Gemiddelde dichtheid, kg/m3;

Massastroom, kg/s.

De hydraulische wrijvingscoëfficiënt hangt in het algemeen af ​​van de equivalente ruwheid en het Reynolds-criterium. Voor het transport van warmte worden ruwe stalen buizen gebruikt, waarin turbulente stroming wordt waargenomen. Empirisch verkregen afhankelijkheid van de hydraulische wrijvingscoëfficiënt stalen buizen op het Reynolds-criterium en relatieve ruwheid wordt goed beschreven door de universele vergelijking voorgesteld door A.D. Altshulem:

waar is de equivalente ruwheid, m;

Binnendiameter van de pijpleiding, m;

Reynolds-criterium.

De equivalente ruwheid voor waternetwerken die onder normale bedrijfsomstandigheden werken, is. Het Reynolds-criterium wordt berekend met de formule:

waar is de kinematische viscositeit, m2/s.

Voor een temperatuur van 80°C is de kinematische viscositeit van water. Zo hebben we:

We nemen aan dat de pijpleiding in een kwadratisch gebied werkt. Laten we een nieuwe diameterwaarde vinden met behulp van de formule:

De eerder aangenomen diameter is dus correct.

4.3 Berekening van de drukval in de pijpleiding

De drukval in de pijpleiding kan worden weergegeven als de som van twee termen: de lineaire daling en de daling van lokale weerstanden.

Drukverlies afhankelijk van de helling van de pijpleiding, Pa.

De drukval door wrijving wordt berekend met de formule:

waarbij λ =1,96 de wrijvingscoëfficiënt is voor nieuwe buizen met een absolute ruwheid van 0,5 mm;

l is de lengte van het pijpleidinggedeelte, m;

ν - snelheid in de sectie, we nemen 1,5 m / s als constante voor alle secties; - pijpleidingdiameter, d = 0,5 m.

De drukval afhankelijk van de helling van de pijpleiding wordt berekend met de formule:

Waar m de massa is van het water dat door de site gaat, kg / s; is het hoogteverschil tussen de sites, m.

Om het koelmiddeldebiet te berekenen, gebruiken we de tweede wet van Kirchhoff, volgens welke de som van de drukverliezen voor een gesloten circuit 0 is.

We stellen willekeurige waarden van het waterverbruik per sectie in:

Laten we de weerstanden in de overeenkomstige secties bepalen volgens de formule:

Laten we de grootte van het kopverliesverschil bepalen:

Omdat dan is een herberekening nodig. Hiervoor hebben we een correctiestroom nodig:

Laten we de discrepantie van drukverliezen van de tweede benadering vinden:

Laten we voor een meer nauwkeurige definitie herberekenen:

We vinden de volgende waterkosten:

Laten we voor een meer nauwkeurige definitie nog een herberekening doen:

We vinden de volgende waterkosten:

Tabel 4.1 - Koelmiddeldebieten voor secties van het hoofdverwarmingsnet

PlotIT-AA-BB-DA-GG-ZHB-VV-EG-VWarmtevermogen, MW51.52126.90711.54124.84812.34820.73727.62218.271 Waterverbruik491.85256.8716110.18237.2184117.891963.97162 7174.4284 4.4 Een piëzometrische grafiek maken

We stellen de waarden van druk (druk) in aan het einde van de secties:

Woonoppervlakte E: H=30 m (woongebouw van 9 verdiepingen);

Spoorwegstelplaats, magazijnen L: H=10 m;

Industrieterrein Zh: H=20 m.

Zoek de druk op punt B:

We selecteren het "+" teken, sectie D waar de koelvloeistof wordt getransporteerd boven sectie B.

De druk op punt B zal zijn:

Zoek de druk op punt B:

Zoek de druk in punt G:

Zoek de druk in punt A:

Vind de druk in punt O:

Op basis van de verkregen gegevens bouwen we een piëzometrische grafiek Bijlage A

5. Mechanische berekening

Mechanische berekening omvat:

berekening van het aantal steunen;

berekening van warmtepijpcompensatoren;

lift selectie berekening.

5.1 Berekening van het aantal steunen

Bij het berekenen van het aantal pijpleidingsteunen worden ze beschouwd als een ligger met meerdere overspanningen met een gelijkmatig verdeelde belasting.

Verticale kracht;

- horizontale kracht.

komt alleen voor bij verhoogde leidingen en wordt bepaald door de windsnelheid:

De aerodynamische coëfficiënt is gemiddeld k=1,5. Voor Volgograd is de snelheidskop 0,26 kPa. Soms moet voor verhoogde pijpleidingen rekening worden gehouden met de druk van het sneeuwdek van 0,58-1kPa.

Maximaal buigend moment:

Buigspanning; kPa

W is het equatoriale weerstandsmoment van de buis.

Dan: - afstand tussen steunen, m

veiligheidsfactor,

Sterktefactor van gelast pijpnaad,

Het aantal steunen wordt bepaald door de formule:

Een pijpleiding rustend op twee steunen buigt.

x - afbuigingspijl:

E is de modulus van longitudinale elasticiteit.

I - equatoriaal traagheidsmoment van de pijp,

5.2 Berekening van warmtepijpcompensatoren

Als er geen compensatie is voor ernstige oververhitting, wordt de buiswand belast.

waarbij E de modulus van longitudinale elasticiteit is;

Lineaire uitzettingscoëfficiënt,

- luchttemperatuur

Als er geen compensatie is, kunnen er spanningen in de pijpleiding ontstaan ​​die de toegestane waarden aanzienlijk overschrijden en die kunnen leiden tot vervorming of vernietiging van de pijpen. Daarom zijn er temperatuurcompensatoren op geïnstalleerd verschillende ontwerpen. Elke compensator wordt gekenmerkt door zijn functionele vermogen - de lengte van de sectie, waarvan de verlenging wordt gecompenseerd door de compensator:

waar = 250-600 mm;

- luchttemperatuur

Dan het aantal compensatoren op het berekende deel van de route:

5.3 Berekening liftselectie

Bij het ontwerpen van liftingangen moet men in de regel aan de volgende taken voldoen:

bepaling van de hoofdafmetingen van de lift;

drukverschil in het mondstuk met een bepaalde coëfficiënt.

Bij het oplossen van het eerste probleem zijn de gegeven waarden: warmtebelasting van het verwarmingssysteem; berekende buitenlucht voor het ontwerpen van de verwarmingstemperatuur van netwerkwater in de dalende pijpleiding en water na het verwarmingssysteem; drukverlies in het verwarmingssysteem in de beschouwde modus.

De berekening van de lift wordt uitgevoerd:

Verbruik van netwerk en gemengd water, kg/s:

waarbij c de warmtecapaciteit van water is, J / (kg; c \u003d 4190 J / (kg.

Verbruik van geïnjecteerd water, kg/s:

Lift mengverhouding:

Geleidbaarheid van het verwarmingssysteem:

diameter mengkamer:

Vanwege de mogelijke onnauwkeurigheid van de afmetingen van de lift, moet het noodzakelijke drukverschil ervoor worden voorzien van een bepaalde marge van 10-15%.

Diameter sproeikop, m

6. Thermische berekening van warmtenetten

Thermische berekening van thermische netwerken is een van de belangrijkste onderdelen van het ontwerp en de werking van thermische netwerken.

Taken thermische berekening:

bepaling van warmteverliezen via de leiding en isolatie naar de omgeving;

berekening van de temperatuurdaling van het koelmiddel wanneer het langs de warmtepijpleiding beweegt;

bepaling van het rendement van thermische isolatie.

6.1 Bovengrondse installatie

Bij het leggen van bovengrondse heatpipes worden warmteverliezen berekend met behulp van de formules voor een meerlaagse cilindrische wand:

waarbij t de gemiddelde temperatuur van het koelmiddel is; °С

Temperatuur omgeving; °С

Totale thermische weerstand van de warmtepijp; m

In een geïsoleerde pijpleiding moet de warmte door vier in serie geschakelde weerstanden gaan: het binnenoppervlak, de buiswand, de isolatielaag en het buitenoppervlak van de isolatie.

cilindrisch oppervlak wordt bepaald door de formule:

Binnendiameter van de pijpleiding, m;

Buitendiameter van isolatie, m;

en - warmteoverdrachtscoëfficiënten, W/.

6.2 ondergronds leggen

In ondergrondse warmtepijpleidingen is bodemweerstand een van de insluitsels van thermische weerstand. Bij de berekening van de omgevingstemperatuur wordt als omgevingstemperatuur de natuurlijke temperatuur van de bodem ter diepte van de as van de warmteleiding genomen.

Alleen op kleine diepten van de as van de warmtepijpleiding, wanneer de verhouding van de diepte h tot de pijpdiameter kleiner is dan d, wordt de natuurlijke temperatuur van het bodemoppervlak als de omgevingstemperatuur genomen.

De thermische weerstand van de bodem wordt bepaald door de Forheimer formule:

waar \u003d 1,2 ... 2,5 W \

Algemene soortelijke warmteverliezen, W/m

eerste heatpipe:

Tweede warmteleiding:

6.3 Kanaalloze leidingen

Met kanaalloos leggen van heatpipes thermische weerstand bestaat uit in serie geschakelde weerstanden van de isolatielaag, het buitenoppervlak van de isolatie, het binnenoppervlak van het kanaal, de wanden van het kanaal en de grond.

6.4 Warmteberekening van de verwarming

De thermische berekening van de verwarming bestaat uit het bepalen van het warmtewisselingsoppervlak van de eenheid met een bepaalde capaciteit, of uit het bepalen van de capaciteit voor bepaalde ontwerpberekeningen en initiële parameters van het koelmiddel. De hydraulische berekening van de verwarming is ook belangrijk, die bestaat uit het bepalen van het drukverlies van het primaire en secundaire koelmiddel.

Kenmerken van het ontwerpen van een warmtenet

1. Basisvoorwaarden voor het ontwerpen van een warmtenet:

Afhankelijk van de geologische, klimatologische kenmerken van het gebied, kiezen we het type netwerkaanleg.

• 2. De warmtebron bevindt zich afhankelijk van de heersende windrichting.
• 3. We leggen leidingen aan langs een brede weg zodat de bouw gemechaniseerd kan worden.
• 4. Bij het leggen van verwarmingsnetwerken moet u de kortste weg kiezen om materiaal te besparen.
• 5. Afhankelijk van het reliëf en de ontwikkeling van het gebied proberen we zelfcompensatie van warmtenetten uit te voeren.

Rijst. 6.

Hydraulische berekening van het warmtenet

Techniek van hydraulische berekening van het warmtenet.

Het warmtenet is een doodlopende weg.

De hydraulische berekening wordt gemaakt op basis van nanogrammen voor de hydraulische berekening van de leiding.

We kijken naar de hoofdweg.

We selecteren de leidingdiameters volgens de gemiddelde hydraulische helling, rekening houdend met specifieke drukverliezen tot ? P = 80 Pa / m.

2) Voor aanvullende secties G, niet meer dan 300 Pa/m.

Buisruwheid K= 0,0005 m.

Noteer de leidingdiameters.

Na de diameter van de secties van het verwarmingsnet, berekenen we de som van de coëfficiënten voor elke sectie. lokale weerstanden (?o), met behulp van het TS-schema, gegevens over de locatie van kleppen, compensatoren en andere weerstanden.

Daarna berekenen we voor elke sectie de lengte die overeenkomt met de lokale weerstand (Lek).

Op basis van het drukverlies in de aanvoer- en retourleidingen en de benodigde beschikbare druk "aan het einde" van de leiding bepalen we de benodigde beschikbare druk op de uitlaatcollectoren van de warmtebron.

Tabel 7.1 - Definitie van Leqv. at? W = 1 door du.

Tabel 7.2 - Berekening van equivalente lengtes van lokale weerstanden.

Elke 100m. een thermische uitzettingscompensator werd geïnstalleerd.

Voor leidingdiameters tot 200 mm. we accepteren U-vormige compensatoren, meer dan 200 - omental, balgen.

Drukverliezen DPz zijn op een nanogram, Pa/m.

Het drukverlies wordt bepaald door de formule:

DP \u003d DPz * ?L * 10-3, kPa.

V (m3) van het perceel wordt bepaald door de formule:

Berekening van leidingwaterverbruik, m (kg / s).

mot+ader = = = 35,4 kg/sec.

mg.c. = = = 6,3 kg/sec.

totaal \u003d mot + aderen + mg.v. = 41,7 kg/s

Berekening van het waterverbruik per perceel.

Qkv = z * Fkv

z = Qtotaal / ?Fkv = 13320/19 = 701

Qkv1 \u003d 701 * 3.28 \u003d 2299,3 kW

Qkv2 \u003d 701 * 2.46 \u003d 1724.5 kW

Qkv3 \u003d 701 * 1,84 \u003d 1289,84 kW

Qkv4 \u003d 701 * 1,64 \u003d 1149,64 kW

Qkv5 \u003d 701 * 1,23 \u003d 862,23 kW

Qkv6 \u003d 701 * 0,9 \u003d 630,9 kW

Qkv7 \u003d 701 * 1,64 \u003d 1149,64 kW

Qkv8 \u003d 701 * 1,23 \u003d 862,23 kW

Qkv9 \u003d 701 * 0,9 \u003d 630,9 kW

Qkv10 \u003d 701 * 0,95 \u003d 665,95 kW

Qkv11 \u003d 701 * 0,35 \u003d 245,35 kW

Qkv12 \u003d 701 * 0,82 \u003d 574,82 kW

Qkv13 \u003d 701 * 0,83 \u003d 581,83 kW

Qkv14 \u003d 701 * 0,93 \u003d 651,93 kW

Tabel 7.3 - Waterverbruik per kwartaal.

Het waterverbruik per sectie is (kg/s):

mg4-g5 = m10+ 0,5 * m7 = 1,98+0,5*3,42 = 3,69

mg3-g4 = m11 + mg4-g5 = 3,69+0,73=4,42

mg2-g3 = m12+mg3-g4=4.42+1.71=6.13

mg1-g2 = 0,5*m7 + 0,5*m8+mg2-g3=0,5*3,42+0,5*2,57+6,13=9,12

m2-g1 = m4+0,5*m5+mg1-g2=9,12+3,42+0,5*2,57=13,8

m2-in1=m1+0,5*m2=9,42

m1-2=m2-g1+m2-v1=13,8+9,42=23,22

ma2-a3= m13+m14=3,67

ma1-a2=0.5*m8+m9+ma2-a3=0.5*2.57+1.88+3.67=6.83

m1-а1=0.5*m5+m6+ma1-а2=9.99

m1-b1=0,5*m2+m3=6,41

mi-1=m1-b1+m1-а1+m1-2=6,41+9,99+23,22=39,6

We schrijven de ontvangen gegevens in tabel 8.

Tabel 8 - Hydraulische berekening van het stadsverwarmingsnet 7.1 Selectie van netwerk- en suppletiepompen.

Tabel 9 - Een piëzometrische grafiek maken.

Hzit=0.75mHad=30 m

H-vak = 4 m

V= 16,14 m3/h - om de suppletiepomp te selecteren

htoevoer= 3,78 mhTGU= 15 m

uurretour = 3,78 mhsnap = 4 m

hset=26,56 m; m=142,56 m3/h - om de netwerkpomp te selecteren

Voor een gesloten warmtetoevoersysteem dat werkt met een verhoogd regelschema met een totale warmtestroom Q = 13,32 MW en met een geschat koelmiddeldebiet G = 39,6 kg / s = 142,56 m3 / h, selecteer netwerk- en suppletiepompen.

Benodigde opvoerhoogte van de netwerkpomp H = 26,56 m

Door methodologische gids wij accepteren voor installatie één netwerkpomp KS 125-55 met de vereiste parameters.

De benodigde druk van de navulpomp Hpn = 16,14 m3/h. Benodigde opvoerhoogte opvoerpomp H = 34,75 m

Make-up pompje: 2k-20/20.

Volgens de handleiding accepteren we voor installatie twee in serie geschakelde suppletiepompen 2K 20-20 met de vereiste parameters.

Rijst. acht.

Tabel 10 - Technische kenmerken van pompen.

Vakbekwaam en kwalitatief hoogstaand is een van de belangrijkste voorwaarden voor een snelle inbedrijfstelling van de installatie.

Verwarmingsnetwerk ontworpen om warmte van warmtebronnen naar de consument te transporteren. Thermische netwerken zijn lineaire structuren en zijn een van de meest complexe technische netwerken. Het ontwerp van netwerken moet noodzakelijkerwijs een berekening bevatten voor sterkte- en temperatuurvervormingen. We berekenen elk element van het warmtenet voor een levensduur van minstens 25 jaar (of een ander op vraag van de klant) rekening houdend met de specifieke temperatuurhistorie, thermische vervormingen en het aantal starts en stops van het netwerk. Een integraal onderdeel van het ontwerp van het verwarmingsnetwerk moet het architecturale en constructieve deel (AS) en gewapende beton- of metalen constructies (KZh, KM) zijn, waarin bevestigingsmiddelen, kanalen, steunen of viaducten worden ontwikkeld (afhankelijk van de legmethode) .

Thermische netwerken zijn onderverdeeld volgens de volgende criteria:

1. Door de aard van het vervoerde koelmiddel:

2. Volgens de methode om verwarmingsnetwerken te leggen:

• kanaalverwarmingsnetwerken. Het ontwerp van kanaalverwarmingsnetwerken wordt uitgevoerd als het nodig is om pijpleidingen te beschermen tegen de mechanische impact van bodems en de corrosieve effecten van bodem. Kanaalwanden vergemakkelijken de werking van pijpleidingen, daarom wordt het ontwerp van kanaalverwarmingsnetwerken gebruikt voor warmtedragers met drukken tot 2,2 MPa en temperaturen tot 350 ° C. - kanaalloos. Bij het ontwerpen van kanaalloze plaatsing werken pijpleidingen in moeilijkere omstandigheden, omdat ze een extra belasting van de grond waarnemen en, met onvoldoende bescherming tegen vocht, onderhevig zijn aan externe corrosie. In dit opzicht is het ontwerp van netwerken op deze manier van leggen voorzien bij een koelvloeistoftemperatuur tot 180 ° C.
• lucht (antenne) verwarmingsnetwerken. Het ontwerp van netwerken door deze manier van leggen is het meest wijdverbreid geworden op het grondgebied van industriële ondernemingen en op locaties vrij van gebouwen. De overheadmethode wordt ook ontworpen in gebieden met: hoog niveau grondwater en bij het leggen in gebieden met zeer ruig terrein.

3. Met betrekking tot schema's kunnen warmtenetten zijn:

• belangrijkste verwarmingsnetwerken. Verwarmingsnetwerken, altijd in transit, zonder vertakkingen die het koelmiddel van de warmtebron naar distributieverwarmingsnetwerken transporteren;
• distributie (kwartaal) warmtenetten. Verwarmingsnetwerken die de warmtedrager over het geselecteerde kwartaal verdelen, de warmtedrager aan de filialen leveren aan consumenten.;
• takken van distributiewarmtenetten tot individuele gebouwen en constructies. De scheiding van warmtenetten wordt vastgesteld door het project of de uitvoerende organisatie.

Geïntegreerd netwerkontwerp in overeenstemming met projectdocumentatie

STC Energoservice voert complexe werkzaamheden uit aan onder meer stadssnelwegen, wijkdistributie en intra-huisnetwerken. Het ontwerp van netwerken van het lineaire deel van het verwarmingsnet wordt uitgevoerd met behulp van zowel standaard- als individuele knooppunten.

Een kwalitatieve berekening van warmtenetten maakt het mogelijk de thermische verlenging van pijpleidingen te compenseren als gevolg van de bochten van de route en de juistheid van de geplande hoogtepositie van de route te controleren, balguitzettingsvoegen te installeren en te bevestigen met vaste steunen.

Thermische verlenging van warmtepijpleidingen tijdens kanaalloze plaatsing wordt gecompenseerd door de bochten van de route, die zelfcompenserende secties van de П, Г, Z-vormige vorm vormen, de installatie van startcompensatoren en bevestiging met vaste steunen. Tegelijkertijd worden op de hoeken van de bochten, tussen de greppelwand en de pijpleiding, speciale polyethyleenschuimkussens (matten) geïnstalleerd, die zorgen voor de vrije beweging van pijpen tijdens hun thermische verlenging.

Alle documentatie voor ontwerp van thermische netwerken is ontwikkeld in overeenstemming met de volgende regelgevende documenten:

SNiP 207-01-89* Stedenbouwkundige planning. Planning en ontwikkeling van steden, dorpen en landelijke nederzettingen. normen voor netwerkontwerp”;
- SNiP 41-02-2003 "Warmtenetten";
- SNiP 41-02-2003 "Thermische isolatie van apparatuur en leidingen";
- SNiP 3.05.03-85 "Warmtenetwerken" (warmtenetwerkonderneming);
- GOST 21-605-82 "Warmtenetwerken (thermisch mechanisch deel)";
- Regels voor voorbereiding en productie grondwerken, inrichting en onderhoud van bouwplaatsen in de stad Moskou, goedgekeurd door het decreet van de regering van Moskou nr. 857-PP van 07.12.2004.
- PB 10-573-03 "Regels voor het apparaat en veilige operatie stoom- en warmwaterleidingen.

Afhankelijk van de omstandigheden op de bouwplaats, kan het ontwerp van netwerken worden geassocieerd met de reconstructie van bestaande ondergrondse constructies die de bouw belemmeren. Bij het ontwerpen van warmtenetten en de uitvoering van projecten wordt gebruik gemaakt van twee geïsoleerde stalen leidingen (aanvoer en retour) in speciale geprefabriceerde of monolithische kanalen (door en door). Voor het accommoderen van ontkoppelingsapparatuur, afvoeren, ventilatieopeningen en andere fittingen, voorziet het ontwerp van warmtenetwerken in de constructie van kamers.

Bij netwerk ontwerp en zij bandbreedte, zijn de problemen van ononderbroken werking van hydraulische en thermische modi relevant. Bij het ontwerpen van verwarmingsnetwerken gebruiken de specialisten van ons bedrijf het meest moderne methoden, waardoor we een goed resultaat en duurzame werking van alle apparatuur kunnen garanderen.

Bij het uitvoeren is het noodzakelijk om te vertrouwen op veel technische normen, waarvan de overtreding tot de meest negatieve gevolgen kan leiden. Wij garanderen de naleving van alle normen en regels die worden gereguleerd door verschillende technische documentatie zoals hierboven beschreven.

Een naslagwerk over het ontwerp van warmtenetten is het 'Ontwerpershandboek'. Ontwerp van thermische netwerken. Het handboek kan tot op zekere hoogte worden beschouwd als een gids voor SNiP II-7.10-62, maar niet voor SNiP N-36-73, dat veel later verscheen als gevolg van een ingrijpende herziening van de vorige editie van de normen. In de afgelopen 10 jaar heeft de tekst van SNiP N-36-73 belangrijke wijzigingen en toevoegingen ondergaan.

Thermische isolatiematerialen, producten en constructies, evenals de methodologie voor hun thermische berekeningen, samen met instructies voor de uitvoering en acceptatie van isolatiewerkzaamheden, worden gedetailleerd beschreven in het Bouwershandboek. Vergelijkbare gegevens over thermische isolatiestructuren zijn opgenomen in SN 542-81.

Referentiematerialen over hydraulische berekeningen, evenals over apparatuur en automatische regelaars voor verwarmingsnetwerken, verwarmingspunten en warmtegebruikssystemen zijn opgenomen in het "Handboek voor de afstelling en werking van waterverwarmingsnetten". Als bron van referentiemateriaal over ontwerpkwesties kunnen boeken uit de reeks naslagwerken "Warmtekrachttechniek en warmtetechniek" worden gebruikt. Het eerste boek "Algemene vragen" bevat regels voor het ontwerp van tekeningen en diagrammen, evenals gegevens over de thermodynamische eigenschappen van water en stoom, meer gedetailleerde informatie wordt gegeven in. In het tweede boek van de serie “Warmte- en massaoverdracht. Thermal Engineering Experiment" omvat gegevens over de thermische geleidbaarheid en viscositeit van water en stoom, evenals over de dichtheid, thermische geleidbaarheid en warmtecapaciteit van sommige bouw- en isolatiematerialen. In het vierde boek "Industriële warmtekrachttechniek en warmtetechniek" is er een hoofdstuk over stadsverwarming en warmtenetten

www.engineerclub.ru

Gromov - Waterverwarmingsnetwerken (1988)

Het boek bevat regelgevende materialen die worden gebruikt bij het ontwerp van warmtenetten en warmtepunten. Er worden aanbevelingen gegeven over de keuze van apparatuur en warmteleveringsschema's.Er wordt rekening gehouden met berekeningen met betrekking tot het ontwerp van warmtenetten. Er wordt informatie gegeven over de aanleg van warmtenetten, over de organisatie van aanleg en exploitatie van warmtenetten en verwarmingspunten. Het boek is bedoeld voor ingenieurs en technici die betrokken zijn bij het ontwerp van thermische netwerken.

huisvesting en industriële techniek, bepalen de vereisten van brandstofverbruik en milieubescherming vooraf de haalbaarheid van een intensieve ontwikkeling van stadsverwarmingssystemen. De opwekking van thermische energie voor dergelijke systemen wordt momenteel uitgevoerd door thermische centrales, ketelhuizen van regionaal belang.

Betrouwbare werking van warmtetoevoersystemen met strikte naleving van de noodzakelijke parameters van het koelmiddel wordt grotendeels bepaald door: de juiste keuze schema's van verwarmingsnetwerken en verwarmingspunten, pakkingontwerpen, gebruikte apparatuur.

Aangezien het juiste ontwerp van warmtenetten onmogelijk is zonder kennis van hun structuur, werking en ontwikkelingstrends, hebben de auteurs geprobeerd ontwerpaanbevelingen te geven in de referentiehandleiding en een korte rechtvaardiging voor hen te geven.

ALGEMENE KENMERKEN VAN WARMTENETWERKEN EN WARMTEPUNTEN

1.1. Stadsverwarmingssystemen en hun structuur

Stadsverwarmingssystemen worden gekenmerkt door een combinatie van drie hoofdschakels: warmtebronnen, warmtenetten en lokale systemen warmtegebruik (warmteverbruik) van individuele gebouwen of constructies. In warmtebronnen wordt warmte verkregen door verbranding verschillende soorten organische brandstof. Dergelijke warmtebronnen worden stookruimten genoemd. Bij gebruik in warmtebronnen van warmte die vrijkomt bij het verval radioactieve elementen, worden ze Nuclear Power Plants (ACT) genoemd. In sommige warmtetoevoersystemen worden hernieuwbare warmtebronnen gebruikt als hulp - Geothermische energie, zonnestralingsenergie, enz.

Als de warmtebron zich samen met de koellichamen in hetzelfde gebouw bevindt, worden de pijpleidingen voor de toevoer van koelmiddel naar de koellichamen die door het gebouw gaan, beschouwd als een onderdeel van het lokale warmtetoevoersysteem. In stadsverwarmingssystemen bevinden warmtebronnen zich in afzonderlijke gebouwen en wordt warmte daaruit getransporteerd via pijpleidingen van verwarmingsnetwerken, waarop de warmtegebruikssystemen van individuele gebouwen zijn aangesloten.

De schaal van stadsverwarmingssystemen kan sterk variëren, van klein, voor een paar aangrenzende gebouwen, tot de grootste, voor een aantal woon- of industriegebieden en zelfs voor de stad als geheel.

Ongeacht de schaal zijn deze systemen onderverdeeld in gemeentelijk, industrieel en stadsbreed, afhankelijk van het contingent van de bediende consumenten. Nutsvoorzieningen omvatten systemen die voornamelijk warmte leveren aan woningen en openbare gebouwen, evenals individuele gebouwen voor industriële en utiliteitsopslag, waarvan de plaatsing in de woonzone van steden door de normen is toegestaan.

Het is raadzaam om de classificatie van gemeenschappelijke systemen op basis van hun schaal te baseren op de verdeling van het grondgebied van een woonwijk in groepen aangrenzende gebouwen (of kwartalen in gebieden met oude gebouwen) die zijn geaccepteerd in de normen voor planning en ontwikkeling van steden, die worden samengevoegd tot microdistricten met een bevolking van 4-6 duizend mensen. in kleine steden (met een bevolking van maximaal 50 duizend mensen) en 12-20 duizend mensen. in steden van andere categorieën. Deze laatste beogen de vorming van woonwijken met een bevolking van 25-80 duizend mensen uit verschillende microdistricten. De bijbehorende systemen van stadsverwarming kunnen worden gekarakteriseerd als groep (kwartaal), micro-district en district.

Warmtebronnen die deze systemen bedienen, één voor elk systeem, kunnen worden onderverdeeld in respectievelijk groeps- (kwartaal), microdistrict en districtsketelhuizen. in grote en grootste steden(met een bevolking van respectievelijk 250-500 duizend mensen en meer dan 500 duizend mensen), voorzien de normen in de eenwording van verschillende aangrenzende woongebieden in plangebieden die worden begrensd door natuurlijke of kunstmatige grenzen. In dergelijke steden is de opkomst van de grootste interdistrictsystemen van gemeenschappelijke warmtevoorziening mogelijk.

Bij grootschalige warmteopwekking, vooral in stadsbrede systemen, is het zinvol om gezamenlijk warmte en elektriciteit op te wekken. Dit levert een aanzienlijke brandstofbesparing op in vergelijking met de gescheiden opwekking van warmte in ketelhuizen en elektriciteit - bij thermische centrales door dezelfde soorten brandstof te verbranden.

Thermische centrales die zijn ontworpen voor het gezamenlijk opwekken van warmte en elektriciteit worden warmtekrachtkoppelingscentrales (WKK) genoemd.

Kerncentrales, die de warmte die vrijkomt bij het verval van radioactieve elementen gebruiken om elektriciteit op te wekken, zijn soms ook nuttig als warmtebronnen in grote verwarmingssystemen. Deze stations worden nucleaire warmtekrachtkoppelingscentrales (WKO) genoemd.

Stadsverwarmingssystemen die WKK als belangrijkste warmtebronnen gebruiken, worden stadsverwarmingssystemen genoemd. Bouw van nieuwe stadsverwarmingssystemen, evenals uitbreiding en reconstructie bestaande systemen speciale studie vereisen, gebaseerd op de vooruitzichten voor de ontwikkeling van de relevante nederzettingen voor de volgende periode (A0-15 jaar) en de geschatte periode van 25-30 jaar).

De normen voorzien in de ontwikkeling van een speciaal pre-projectdocument, namelijk een warmteleveringsschema voor deze regeling. In de regeling worden meerdere opties voor technische oplossingen voor warmtevoorzieningssystemen uitgewerkt en wordt op basis van een haalbaarheidsstudie de keuze voor de ter goedkeuring voorgestelde optie onderbouwd.

De verdere ontwikkeling van projecten voor warmtebronnen en warmtenetten dient, in overeenstemming met regelgevende documenten, alleen te worden uitgevoerd op basis van beslissingen die zijn genomen in het goedgekeurde warmteleveringsschema voor deze regeling.

1.2. Algemene kenmerken van verwarmingsnetwerken

Thermische netwerken kunnen worden geclassificeerd op basis van het type koelmiddel dat erin wordt gebruikt, evenals op basis van de ontwerpparameters (drukken en temperaturen). Vrijwel de enige warmtedragers in verwarmingsnetwerken zijn heet water en stoom. Waterdamp als koelmiddel wordt veel gebruikt in warmtebronnen (ketels, WKK's) en in veel gevallen in systemen voor warmtegebruik, vooral industriële. Stadsverwarmingssystemen zijn uitgerust met waterverwarmingsnetwerken en industriële systemen zijn uitgerust met alleen stoom of stoom in combinatie met water, dat wordt gebruikt om de belastingen van verwarmings-, ventilatie- en warmwatervoorzieningssystemen te dekken. Deze combinatie van waterzucht en stoomwarmtenetten is ook typerend voor stadsbrede warmtevoorzieningssystemen.

Waterverwarmingsnetwerken zijn meestal gemaakt met twee pijpen met een combinatie van toevoerleidingen voor het leveren van warm water van warmtebronnen naar warmteterugwinningssystemen en retourleidingen voor het terugvoeren van in deze systemen gekoeld water naar warmtebronnen voor naverwarming. De toevoer- en retourleidingen van waterverwarmingsnetten vormen samen met de bijbehorende leidingen van warmtebronnen en warmtegebruikssystemen gesloten watercirculatiecircuits. Deze circulatie wordt ondersteund door netwerkpompen die zijn geïnstalleerd in warmtebronnen en voor lange afstanden van watertransport, ook op het traject van netwerken (gemaal). Afhankelijk van het aangenomen schema voor aansluiting op netwerken van warmwatervoorzieningssystemen, worden gesloten en open schema's onderscheiden (de termen "gesloten en open warmtetoevoersystemen" worden vaker gebruikt).

In gesloten systemen komt warmte vrij uit netten in het warmwatervoorzieningssysteem door verwarming, koud tapwater in speciale boilers.

In open systemen worden de belastingen van warmwatervoorziening gedekt door water aan consumenten te leveren vanuit de toevoerleidingen van de netwerken en tijdens de verwarmingsperiode - gemengd met water uit de retourleidingen van verwarmings- en ventilatiesystemen. Als in alle modi voor warmwatervoorziening water uit de retourleidingen volledig kan worden gebruikt, zijn er geen retourleidingen nodig van de verwarmingspunten naar de warmtebron. Naleving van deze voorwaarden is in de regel alleen mogelijk als: gezamenlijk werk meerdere warmtebronnen aan gemeenschappelijke warmtenetten met de opdracht om de belastingen van de warmwatervoorziening naar een deel van deze bronnen te dekken.

Waternetwerken, die alleen uit toevoerleidingen bestaan, worden enkelpijps genoemd en zijn het meest economisch in termen van kapitaalinvesteringen bij de aanleg ervan. De make-up van verwarmingsnetwerken in gesloten en open systemen wordt uitgevoerd door de werking van suppletiepompen enties. BIJ open systeem hun vereiste prestatie is 10-30 keer groter dan in een gesloten. Hierdoor blijken kapitaalinvesteringen in warmtebronnen bij een open systeem groot te zijn. Tegelijkertijd zijn er in dit geval geen tapwaterverwarmers nodig en daarom worden de kosten voor de knooppunten voor het aansluiten van warmwatervoorzieningssystemen op verwarmingsnetwerken aanzienlijk verlaagd. Dus de keuze tussen open en gesloten systemen in elk geval moet het worden gerechtvaardigd door technische en economische berekeningen, rekening houdend met alle verbindingen van het stadsverwarmingssysteem. Dergelijke berekeningen moeten worden uitgevoerd bij het ontwikkelen van een warmteleveringsschema voor een nederzetting, dat wil zeggen voordat de bijbehorende warmtebronnen en hun warmtenetwerken worden ontworpen.

In sommige gevallen worden waterverwarmingsnetwerken gemaakt met drie of zelfs vier pijpen. Een dergelijke toename van het aantal leidingen, dat meestal alleen in bepaalde delen van het netwerk wordt aangebracht, gaat gepaard met een verdubbeling van ofwel alleen de aanvoer (driepijpssystemen) of zowel de toevoer- als de retourleiding (vierpijpssystemen) voor gescheiden aansluiting op de bijbehorende leidingen van warmwatervoorzieningssystemen of verwarmings- en ventilatiesystemen. Deze scheiding vergemakkelijkt de regeling van de warmtetoevoer naar systemen voor verschillende doeleinden aanzienlijk, maar leidt tegelijkertijd tot een aanzienlijke toename van kapitaalinvesteringen in het netwerk.

In grote stadsverwarmingssystemen is het nodig om waterverwarmingsnetwerken op te delen in verschillende categorieën, die elk hun eigen warmtetoevoer- en transportschema's kunnen gebruiken.

De normen voorzien in de indeling van warmtenetten in drie categorieën: hoofdlijnen van warmtebronnen naar inputs naar microdistricten (wijken) of ondernemingen; distributie van hoofdnetwerken naar netwerken naar individuele gebouwen: netwerken naar individuele gebouwen in de vorm van aftakkingen van distributienetwerken (of in sommige gevallen van hoofd)netwerken naar de verbindingsknooppunten daarmee van warmtegebruikssystemen van individuele gebouwen. Het is raadzaam om deze namen te verduidelijken met betrekking tot de classificatie van stadsverwarmingssystemen die in § 1.1 zijn aangenomen op basis van hun schaal en het aantal bediende verbruikers. Dus als in kleine systemen van één warmtebron alleen warmte wordt geleverd aan een groep woningen en openbare gebouwen binnen een microdistrict of industriële gebouwenéén onderneming, dan zijn er geen hoofdwarmtenetten nodig en moeten alle netten van dergelijke warmtebronnen als distributienet worden beschouwd. Deze situatie is typerend voor het gebruik van ketelhuizen voor groepen (kwartaal) en microdistricten als warmtebronnen, evenals voor industriële ketels voor één onderneming. In de overgang van dergelijke kleine systemen naar regionale, en meer nog naar interdistricten, ontstaat een categorie van hoofdverwarmingsnetwerken, waar distributienetwerken van individuele microdistricten of ondernemingen van één industriële regio zich bij aansluiten. Het rechtstreeks aansluiten van individuele gebouwen op het hoofdnetwerk, naast distributienetwerken, is om een ​​aantal redenen zeer ongewenst en wordt daarom zeer zelden gebruikt.

Grote warmtebronnen van stadsverwarmingssystemen en stadsverwarmingssystemen moeten, volgens de normen, buiten de woonwijk worden geplaatst om de impact van hun emissies op de toestand van het luchtbassin van dit gebied te verminderen en om de de systemen voor de toevoer van vloeibare of vaste brandstof daaraan.

In dergelijke gevallen verschijnen de initiële (kop)secties van trunknetwerken van aanzienlijke lengte, waarbinnen geen knooppunten zijn voor het aansluiten van distributienetwerken. Een dergelijk transport van een koelmiddel zonder het aan de consument door te geven, wordt doorvoer genoemd, terwijl het raadzaam is om de overeenkomstige kopsecties van hoofdverwarmingsnetwerken te onderscheiden in een speciale categorie doorvoer.

De aanwezigheid van doorvoernetwerken verslechtert de technische en economische indicatoren van koelmiddeltransport aanzienlijk, vooral wanneer deze netwerken 5-10 km of meer lang zijn, wat typisch is, met name wanneer thermische kerncentrales of warmteleveringsstations worden gebruikt als warmte bronnen.

1.3. Algemene kenmerken van warmtepunten

Een essentieel element van stadsverwarmingssystemen zijn installaties die zich bevinden op de verbindingsknooppunten met warmtenetten van lokale warmtegebruikssystemen, evenals op de knooppunten van netwerken van verschillende categorieën. In dergelijke installaties wordt de werking van warmtenetten en warmtegebruikssystemen bewaakt en gecontroleerd. Hier worden de parameters van het koelmiddel gemeten - drukken, temperaturen en soms stroomsnelheden - en de regeling van de warmtetoevoer op verschillende niveaus.

De betrouwbaarheid en efficiëntie van warmtetoevoersystemen als geheel hangen in grote mate af van de werking van dergelijke installaties. Deze instellingen zijn in normatieve documenten worden warmtepunten genoemd (voorheen werden ook de namen “aansluitpunten van lokale warmtegebruiksystemen”, “warmtecentra”, “abonneeinstallaties”, etc.) gebruikt.

Het is echter raadzaam om de classificatie van warmtepunten die in dezelfde documenten zijn aangenomen enigszins te verduidelijken, aangezien in alle warmte punten zijn ofwel centraal (CTP) of individueel (ITP). Deze laatste omvatten alleen installaties met knooppunten voor aansluiting op warmtenetten van warmtegebruikssystemen van één gebouw of een deel daarvan (in grote gebouwen). Alle andere warmtepunten, ongeacht het aantal bediende gebouwen, staan ​​centraal.

In overeenstemming met de geaccepteerde classificatie van warmtenetten, evenals verschillende niveaus van regeling van de warmtelevering, wordt de volgende terminologie gebruikt. In termen van verwarmingspunten:

lokale verwarmingspunten (MTP) voor de warmtegebruikssystemen van individuele gebouwen;

groeps- of micro-stadsverwarmingspunten (GTP) die een groep woongebouwen of alle gebouwen binnen de micro-district bedienen;

stadsverwarmingssubstations (RTP) die alle gebouwen in een woonwijk bedienen

In termen van regelgevingsniveaus:

centraal - alleen bij warmtebronnen;

district, groep of microdistrict - op de respectievelijke verwarmingspunten (RTP of GTP);

lokaal - bij lokale verwarmingspunten van individuele gebouwen (MTP);

individueel op afzonderlijke warmteontvangers (apparaten van verwarmings-, ventilatie- of warmwatervoorzieningssystemen).

Naslaggids voor het ontwerp van verwarmingsnetwerken

Home Wiskunde, Scheikunde, Natuurkunde Een verwarmingssysteem ontwerpen voor een ziekenhuiscomplex

27. Safonov A.P. Verzameling van taken op stadsverwarming en verwarmingsnetwerken Leerboek voor universiteiten, M.: Energoatomizdat. 1985.

28. Ivanov V.D., Gladyshey NN, Petrov A.V., Kazakova T.O. Technische berekeningen en testmethoden voor thermische netwerken Collegeaantekeningen. SPb.: SPb GGU RP. 1998.

29. Instructies voor de werking van thermische netwerken M.: Energia 1972.

30. Veiligheidsvoorschriften voor het onderhoud van warmtenetten M: Atomizdat. 1975.

31. Yurenev V.N. Thermotechnisch naslagwerk in 2 delen M.; Energie 1975, 1976.

32. Golubkov B.N. Warmtetechnische apparatuur en warmtevoorziening van industriële ondernemingen. Moskou: Energie 1979.

33. Shubin EP De belangrijkste problemen bij het ontwerpen van warmtetoevoersystemen. M.: Energie. 1979.

34. Richtlijnen voor het opstellen van het rapport van de elektriciteitscentrale en naamloze vennootschap energie en elektrificatie over de thermische efficiëntie van apparatuur. RD 34.0K.552-95. SPO ORGRES M: 1995.

35. Wijze van bepaling kosten per eenheid brandstof voor warmte, afhankelijk van de parameters van de stoom die wordt gebruikt voor warmtetoevoer RD 34.09.159-96. SPO ORG. M.: 1997

36. Richtlijnen voor de analyse van veranderingen in specifiek brandstofverbruik bij elektriciteitscentrales en elektriciteitsverenigingen. RD 34.08.559-96 SPO-ORGRES. M.: 1997.

37. Kutovoy G.P., Makarov A.A., Shamraev N.G. Creëren van een gunstige basis voor de ontwikkeling van de Russische elektriciteitsindustrie op marktbasis "Heat power engineering". nr. 11, 1997. blz. 2-7.

38. V. V. Bushuev, B. N. Gromov, V. N. Dobrokhotov, V. V. Pryakhin, Wetenschappelijke, technische, organisatorische en economische problemen bij de introductie van energiebesparende technologieën. "Warmtekrachttechniek". nr. 11. 1997. blz. 8-15.

39. Astakhov N.L., Kalimov V.F., Kiselev G.P. Nieuwe editie richtlijnen over de berekening van indicatoren van thermische efficiëntie van TPP-apparatuur. "Energiebesparing en waterbehandeling". nr. 2, 1997, blz. 19-23.

Ekaterina Igorevna Tarasevich
Rusland

Hoofdredacteur -

kandidaat voor biologische wetenschappen

NOMINALE WARMTESTROOMDICHTHEID EN WARMTEVERLIES DOOR EEN WARMTE-GESOLEERD OPPERVLAK VOOR HOOFDWARMTENETWERKEN

Het artikel bespreekt de wijziging in een aantal gepubliceerde regelgevende documenten voor de thermische isolatie van warmtetoevoersystemen, die gericht zijn op het waarborgen van de duurzaamheid van het systeem. Dit artikel is gewijd aan de studie van de invloed van de gemiddelde jaartemperatuur van warmtenetten op warmteverliezen. Het onderzoek heeft betrekking op warmtetoevoersystemen en thermodynamica. Er worden aanbevelingen gegeven voor de berekening van maatgevende warmteverliezen door de isolatie van verwarmingsnetleidingen.

De relevantie van het werk wordt bepaald door het feit dat het weinig bestudeerde problemen in het warmtevoorzieningssysteem aanpakt. De kwaliteit van thermische isolatieconstructies hangt af van de warmteverliezen van het systeem. Een goed ontwerp en berekening van een thermische isolatieconstructie is veel belangrijker dan alleen kiezen isolatiemateriaal. De resultaten van een vergelijkende analyse van warmteverliezen worden gepresenteerd.

Thermische berekeningsmethoden voor het berekenen van warmteverliezen van pijpleidingen van verwarmingsnetwerken zijn gebaseerd op het gebruik van standaarddichtheid hittegolf door het oppervlak van de isolerende structuur. In dit artikel, over het voorbeeld van pijpleidingen met isolatie van polyurethaanschuim, werd de berekening van warmteverliezen uitgevoerd.

In grote lijnen werd de volgende conclusie getrokken: in de huidige regelgevende documenten worden de totale waarden van de warmtefluxdichtheid voor de aanvoer- en retourleidingen gegeven. Er zijn gevallen waarin de diameters van de toevoer- en retourleidingen niet hetzelfde zijn, er kunnen drie of meer pijpleidingen in één kanaal worden gelegd, daarom moet de vorige norm worden gebruikt. De totale waarden van de warmtestroomdichtheid in de normen kunnen worden verdeeld over de aanvoer- en retourleidingen in dezelfde verhoudingen als in de vervangen normen.

Trefwoorden

Literatuur

SNiP 41-03-2003. Thermische isolatie van apparatuur en pijpleidingen. Bijgewerkte editie. - M: Ministerie van Regionale Ontwikkeling van Rusland, 2011. - 56 p.

SNiP 41-03-2003. Thermische isolatie van apparatuur en pijpleidingen. - M.: Gosstroy van Rusland, FSUE TsPP, 2004. - 29 p.

SP 41-103-2000. Ontwerp van thermische isolatie van apparatuur en pijpleidingen. M: Gosstroy van Rusland, FSUE TsPP, 2001. 47 p.

GOST 30732-2006. Stalen buizen en hulpstukken met thermische isolatie van polyurethaanschuim met een beschermende mantel. – M.: STANDARTINFORM, 2007, 48 p.

Normen voor het ontwerp van thermische isolatie voor pijpleidingen en apparatuur van elektriciteitscentrales en verwarmingsnetwerken. Moskou: Gosstroyizdat, 1959. URL: http://www.politerm.com.ru/zuluthermo/help/app_thermoleaks_year1959.htm

SNiP 2.04.14-88. Thermische isolatie van apparatuur en pijpleidingen / Gosstroy USSR - M.: CITP Gosstroy USSR, 1998. 32 p.

Belyaykina I.V., Vitaliev V.P., Gromov N.K. en etc.; Ed. Gromova NK; Shubina EP Waterverwarmingsnetwerken: een referentiegids voor ontwerp. M.: Energoatomizdat, 1988. - 376 p.

Ionin AA, Khlybov BM, Bratenkov VH, Terletskaya EH; Ed. AA Ionina. Warmtevoorziening: Leerboek voor universiteiten. M.: Stroyizdat, 1982. 336 p.

Lienhard, John H., A heat transfer textbook / John H. Lienhard IV en John H. Lienhard V, 3e druk. Cambridge, MA: Phlogiston Press, 2003

Silverstein, CC, "Ontwerp en technologie van warmtepijpen voor koeling en warmtewisseling", Taylor & Francis, Washington DC, VS, 1992

Europese norm EN 253 Stadsverwarmingsleidingen - Voorgeïsoleerde gebonden leidingsystemen voor direct begraven warmwaternetwerken - Leidingmontage van stalen serviceleiding, thermische isolatie van polyurethaan en buitenmantel van polyethyleen.

Europese norm EN 448 Stadsverwarmingsbuizen. Voorgeïsoleerde gebonden leidingsystemen voor direct begraven warmwaternetwerken. Koppelstukken van stalen serviceleidingen, thermische isolatie van polyurethaan en buitenmantel van polyethyleen

DIN EN 15632-1:2009 Stadsverwarmingsleidingen - Voorgeïsoleerde flexibele leidingsystemen - Deel 1: Classificatie, algemene eisen en beproevingsmethoden

Sokolov E.Ya. Warmtevoorziening en thermische netwerken Leerboek voor universiteiten. M.: Uitgeverij MPEI, 2001. 472 p.

SNiP 41-02-2003. Verwarmingsnetwerk. Bijgewerkte editie. - M: Ministerie van Regionale Ontwikkeling van Rusland, 2012. - 78 p.

SNiP 41-02-2003. Verwarmingsnetwerk. - M: Gosstroy van Rusland, 2004. - 41 p.

Nikolaev A.A. Ontwerpen van thermische netwerken (Designer's Handbook) / A.A.Nikolaev [en anderen]; red. AA Nikolaev. - M.: NAUKA, 1965. - 361 d.

Varfolomeev Yu.M., Kokorin O.Ya. Verwarming en thermische netwerken: leerboek. M.: Infra-M, 2006. - 480 p.

Kozin V.E., Levina T.A., Markov A.P., Pronina I.B., Slemzin V.A. Warmtevoorziening: een leerboek voor universiteitsstudenten. - M.: Hoger. school, 1980. - 408 p.

Safonov A.P. Verzameling van taken op stadsverwarming en warmtenetten: Proc. toelage voor universiteiten. 3e druk, herzien. M.: Energoatomizdat, 1985. 232 p.

• Er zijn momenteel geen koppelingen.

Bepaling van coëfficiënten van lokale verliezen in warmtenetten van industriële ondernemingen

Publicatie datum: 06.02.2017 2017-02-06

Artikel bekeken: 186 keer

Bibliografische beschrijving:

Ushakov D.V., Snisar D.A., Kitaev D.N. Bepaling van coëfficiënten van lokale verliezen in thermische netwerken van industriële ondernemingen // Jonge wetenschapper. - 2017. - Nr. 6. - S.95-98. — URL https://moluch.ru/archive/140/39326/ (datum van toegang: 13-07-2018).

Het artikel presenteert de resultaten van de analyse van de werkelijke waarden van de coëfficiënt van lokale verliezen die worden gebruikt bij het ontwerp van warmtenetten in het stadium van voorlopige hydraulische berekening. Op basis van de analyse van daadwerkelijke projecten werden gemiddelde waarden verkregen voor netwerken van industriële sites verdeeld in leidingen en filialen. Er zijn vergelijkingen gevonden die het mogelijk maken om de coëfficiënt van lokale verliezen te berekenen afhankelijk van de diameter van de netwerkleiding.

Trefwoorden : warmtenetten, hydraulische berekening, lokale verliescoëfficiënt

Bij de hydraulische berekening van warmtenetten wordt het noodzakelijk om de coëfficiënt in te stellen α , die rekening houdt met het aandeel van drukverliezen in lokale weerstanden. In moderne normen, waarvan de implementatie verplicht is in het ontwerp, wordt over de normatieve methode van hydraulische berekening en specifiek de coëfficiënt α niet genoemd. In moderne referentie- en educatieve literatuur worden in de regel de waarden gegeven die worden aanbevolen door de geannuleerde SNiP II-36-73 *. In tafel. 1 waarden worden gepresenteerd α voor waternetwerken.

Coëfficiënt α om de totale equivalente lengten van lokale weerstanden te bepalen

Type compensatoren

Voorwaardelijke doorgang van de pijpleiding, mm

Vertakte warmtenetten

U-vormig met gebogen takken

U-vormig met gelaste of gebogen bochten

U-vormig met gelaste bochten

Uit tabel 1 volgt dat de waarde α kan in het bereik van 0,2 tot 1 zijn. Er is een toename van de waarde met een toename van de diameter van de pijpleiding.

In de literatuur wordt aanbevolen voor voorlopige berekeningen, wanneer de leidingdiameters niet bekend zijn, het aandeel van drukverliezen in lokale weerstanden te bepalen door de formule van B.L. Shifrinson

waar z- geaccepteerde coëfficiënt voor waternetwerken 0,01; G- waterverbruik, t/u.

De resultaten van berekeningen volgens formule (1) bij verschillende waterdebieten in het netwerk zijn weergegeven in Fig. een.

Rijst. 1. Verslaving α van waterverbruik

Van afb. 1 houdt in dat de waarde α bij hoge kosten kan het meer dan 1 zijn en bij lage kosten kan het minder dan 0,1 zijn. Bijvoorbeeld bij een debiet van 50 t/h, α=0,071.

De literatuur geeft een uitdrukking voor de coëfficiënt van lokale verliezen

waarbij - de equivalente lengte van de sectie en de lengte ervan, respectievelijk m; - de som van de coëfficiënten van lokale weerstand in het gebied; λ - coëfficiënt van hydraulische wrijving.

Bij het ontwerpen van waterverwarmingsnetwerken in een turbulente bewegingsmodus te vinden λ , gebruik de Shifrinson-formule. De waarde van de equivalente ruwheid nemen k e=0,0005 mm, formule (2) wordt omgezet in de vorm

.(3)

Uit formule (3) volgt dat α hangt af van de lengte van de sectie, de diameter en de som van de lokale weerstandscoëfficiënten, die worden bepaald door de netwerkconfiguratie. Duidelijk de waarde α neemt toe met een afname van de lengte van de sectie en een toename in diameter.

Om de werkelijke coëfficiënten van lokale verliezen te bepalen α , de bestaande projecten van waterverwarmingsnetwerken van industriële ondernemingen voor verschillende doeleinden werden overwogen. Met hydraulische berekeningsformulieren werd voor elke sectie de coëfficiënt bepaald α volgens formule (2). Afzonderlijk werden voor de hoofd- en filialen de gewogen gemiddelde waarden van de coëfficiënt van lokale verliezen voor elk netwerk gevonden. Op afb. 2 toont de resultaten van berekeningen α op berekende snelwegen voor een steekproef van 10 netwerkschema's, en in Fig. 3 voor takken.

Rijst. 2. Werkelijke waarden α op berekende snelwegen

Van afb. 2 hieruit volgt dat minimale waarde 0,113, het maximum is 0,292 en de gemiddelde waarde voor alle regelingen is 0,19.

Rijst. 3. Werkelijke waarden α door takken

Van afb. 3 volgt dat de minimumwaarde 0,118 is, de maximumwaarde 0,377 is en de gemiddelde waarde voor alle schema's 0,231 is.

Door de ontvangen gegevens te vergelijken met de aanbevolen gegevens, kan men maken: volgende conclusies. Volgens tabel. 1 voor de beschouwde regelingen α =0,3 voor netspanning en α=0,3÷0,4 voor aftakkingen, terwijl de werkelijke gemiddelden 0,19 en 0,231 zijn, wat iets minder is dan aanbevolen. Werkelijke waardebereik α de aanbevolen waarden niet overschrijdt, d.w.z. de tabelwaarden (tabel 1) kunnen worden geïnterpreteerd als "niet meer".

Voor elke leidingdiameter werden gemiddelde waarden bepaald α langs snelwegen en takken. De berekeningsresultaten zijn weergegeven in de tabel. 2.

Waarden van werkelijke coëfficiënten van lokale verliezen α

Uit de analyse van tabel 2 volgt dat met een toename van de diameter van de pijpleiding, de waarde van de coëfficiënt α neemt toe. Met behulp van de kleinste-kwadratenmethode werden lineaire regressievergelijkingen verkregen voor de hoofd- en vertakkingen, afhankelijk van de buitendiameter:

Op afb. 4 toont de resultaten van berekeningen volgens vergelijkingen (4), (5) en de werkelijke waarden voor de bijbehorende diameters.

Rijst. 4. Resultaten van coëfficiëntberekeningen α volgens vergelijkingen (4), (5)

Op basis van analyse echte projecten thermale waternetwerken van industriële locaties, de gemiddelde waarden van de coëfficiënten van lokale verliezen werden verkregen, verdeeld in leidingen en takken. Het blijkt dat de werkelijke waarden de aanbevolen waarden niet overschrijden en dat de gemiddelde waarden iets minder zijn. Er worden vergelijkingen verkregen die het mogelijk maken om de coëfficiënt van lokale verliezen te berekenen afhankelijk van de diameter van de netwerkleiding voor leidingen en aftakkingen.

1. Kopko, V. M. Warmtevoorziening: een cursus van lezingen voor studenten van de specialiteit 1–700402 "Warmte- en gasvoorziening, ventilatie en luchtbescherming" van instellingen voor hoger onderwijs / V. M. Kopko. - M: DIA Publishing House, 2012. - 336s.
2. Waterverwarmingsnetwerken: een referentiegids voor ontwerp / N.K. Gromov [et al.]. - M.: Energoatomizdat, 1988. - 376s.
3. Kozin, V.E. Warmtevoorziening: zelfstudie voor universiteitsstudenten / V.E. Kozin. - M.: Hoger. school, 1980. - 408s.
4. Pustovalov, AP Verbetering van de energie-efficiëntie van technische systemen van gebouwen door de optimale keuze van regelkleppen / AP Pustovalov, DN Kitaev, TV Schukina // Wetenschappelijk bulletin van de Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. Serie: High Tech. Ecologie. - 2015. - Nr. 1. - S. 187-191.
5. Semenov, V. N. De invloed van energiebesparende technologieën op de ontwikkeling van verwarmingsnetwerken / V. N. Semenov, E. V. Sazonov, D. N. Kitaev, O. V. Tertychny, T. V. Shchukina // Nieuws van instellingen voor hoger onderwijs. Bouw. - 2013. - Nr. 8 (656). - blz. 78-83.
6. Kitaev, D. N. Invloed van modern verwarmingstoestellen over de regulering van warmtenetten / D. N. Kitaev // Wetenschappelijk tijdschrift. Technische systemen en constructies. - 2014. - V.2. - Nr. 4(17). - blz. 49-55.
7. Kitaev, D.N., Bulygina S.G., Slepokurova M.A. Variant ontwerp van warmtetoevoersystemen, rekening houdend met de betrouwbaarheid van het warmtenetwerk // Jonge wetenschapper. - 2010. - Nr. 7. - S. 46–48.
Welke wetten ondertekende Vladimir Poetin op de laatste dag van het uitgaande jaar Tegen het einde van het jaar stapelen zich altijd een heleboel dingen op die je vóór de klokken wilt voltooien. Nou, niet om oude schulden het nieuwe jaar in te slepen. Staatsdoema […]
8. Organisatie FGKU "GC VVE" van het Ministerie van Defensie van Rusland Wettelijk adres: 105229, MOSKOU, GOSPITAL PL, 1-3, STR.5 OKFS: 12 - Federaal eigendom van OKOGU: 1313500 - Ministerie van Defensie van de Russische Federatie [… ]

Energie is het belangrijkste product dat de mens heeft leren maken. Het is noodzakelijk voor zowel het huiselijk leven als industriële ondernemingen. In dit artikel zullen we het hebben over de normen en regels voor het ontwerp en de aanleg van buitenverwarmingsnetwerken.

Wat is een verwarmingssysteem?

Dit is een set pijpleidingen en apparaten die alle voedselproducten reproduceren, transporteren, opslaan, reguleren en van warmte voorzien door middel van heet water of stoom. Vanuit de energiebron komt het de transmissielijnen binnen en wordt vervolgens door het hele gebouw verdeeld.

Wat zit er in het ontwerp:

• buizen die zijn voorbehandeld tegen corrosie en ook geïsoleerd zijn - de mantel is misschien niet helemaal, maar alleen in het gebied dat zich op straat bevindt;
• compensatoren - apparaten die verantwoordelijk zijn voor de beweging, temperatuurvervormingen, trillingen en verplaatsingen van de stof in de pijpleiding;
• montagesysteem - afhankelijk van het type installatie zijn er verschillende opties, maar in ieder geval zijn ondersteuningsmechanismen nodig;
• greppels voor het leggen - betonnen goten en tunnels zijn uitgerust als het leggen op de grond plaatsvindt;
• afsluit- of regelkleppen - stopt tijdelijk de druk of helpt deze te verminderen, blokkeer de stroom.

Het warmtevoorzieningsproject van het gebouw kan ook extra apparatuur bevatten in het technische verwarmingssysteem en de warmwatervoorziening. Het ontwerp is dus verdeeld in twee delen: extern en intern verwarmingssysteem. De eerste kan afkomstig zijn van de centrale hoofdleidingen, of misschien van een verwarmingseenheid, een stookruimte. Er zijn ook systemen in het pand die de hoeveelheid warmte in individuele kamers, werkplaatsen regelen - als de vraag industriële ondernemingen betreft.

Classificatie van verwarmingssystemen volgens de belangrijkste kenmerken en basisontwerpmethoden

Er zijn verschillende criteria waarop het systeem kan verschillen. Dit is de manier waarop ze zijn geplaatst en het doel en het gebied van warmtetoevoer, hun vermogen en vele extra functies. Op het moment van het ontwerpen van het warmtetoevoersysteem zal de ontwerper zeker van de klant te weten komen hoeveel energie de lijn dagelijks moet transporteren, hoeveel stopcontacten hij moet hebben, welke bedrijfsomstandigheden zullen zijn - klimatologisch, meteorologisch en ook hoe niet te bederven de stadsontwikkeling.

Op basis van deze gegevens kan een van de pakkingtypes worden geselecteerd. Laten we naar classificaties kijken.

Op installatietype:

Onderscheiden:

• Lucht, ze zijn bovengronds.

Deze oplossing wordt niet vaak gebruikt vanwege de moeilijkheden bij installatie, onderhoud, reparatie en ook vanwege het lelijke uiterlijk van dergelijke bruggen. Helaas bevat het project meestal geen decoratieve elementen. Dit komt doordat dozen en andere maskeringsstructuren vaak de toegang tot leidingen verhinderen en ook voorkomen dat ze een probleem, zoals een lek of scheur, tijdig zien.

De beslissing om luchtverwarmingssystemen te ontwerpen wordt genomen na technisch onderzoek om gebieden met seismische activiteit en een hoog grondwaterpeil te onderzoeken. In dergelijke gevallen is het niet mogelijk om sleuven te graven en grond te leggen, omdat dit onproductief kan zijn - natuurlijke omstandigheden kunnen de behuizing beschadigen, vocht zal versnelde corrosie beïnvloeden en bodemmobiliteit zal leiden tot pijpbreuken.

Een andere aanbeveling voor het uitvoeren van bovengrondse constructies is dichte woningbouw, wanneer het simpelweg niet mogelijk is om gaten te graven, of in het geval dat op deze plek al een of meer lijnen van bestaande communicatie bestaan. Bij het uitvoeren van grondwerkzaamheden in dit geval is er een groot risico op beschadiging van de technische systemen van de stad.

Luchtverwarmingssystemen zijn geïnstalleerd op metalen steunen en palen waar ze aan hoepels zijn bevestigd.

• Ondergronds.

Ze worden respectievelijk ondergronds of erop gelegd. Er zijn twee opties voor het ontwerp van het warmtetoevoersysteem - wanneer het leggen op een kanaal wordt uitgevoerd en zonder een kanaal.

In het eerste geval wordt een betonnen kanaal of tunnel gelegd. Beton is versterkt, vooraf voorbereide ringen kunnen worden gebruikt. Dit beschermt leidingen, wikkelingen en vergemakkelijkt ook inspectie en onderhoud, omdat het hele systeem schoon en droog wordt gehouden. Bescherming vindt gelijktijdig plaats tegen vocht, grondwater en overstromingen, maar ook tegen corrosie. Het opnemen van dergelijke voorzorgsmaatregelen helpt mechanische invloeden op de lijn te voorkomen. Kanalen kunnen zijn monolithisch gieten beton of geprefabriceerd, hun tweede naam is tray.

De kanaalloze methode heeft minder de voorkeur, maar het kost veel minder tijd, arbeid en materiële middelen. Het is zuinig effectieve methode, maar de buizen zelf worden niet gewoon gebruikt, maar speciale - met of zonder een beschermende huls, maar dan moet het materiaal zijn gemaakt van polyvinylchloride of met de toevoeging ervan. Het proces van reparatie en installatie wordt moeilijker als het de bedoeling is om het netwerk te reconstrueren, het verwarmingsnetwerk uit te breiden, omdat het opnieuw nodig zal zijn om landwerk uit te voeren.

Op type koelvloeistof

Er kunnen twee elementen worden vervoerd:

• Heet water.

Het zendt thermische energie uit en kan tegelijkertijd dienen voor de watervoorziening. De eigenaardigheid is dat dergelijke pijpleidingen niet alleen passen, zelfs niet de belangrijkste. Ze moeten worden uitgevoerd in een hoeveelheid die een veelvoud van twee is. Meestal zijn dit tweepijps- en vierpijpssystemen. Deze vereiste is te wijten aan het feit dat niet alleen de toevoer van vloeistof nodig is, maar ook de verwijdering ervan. Meestal wordt de koude stroom (retour) teruggevoerd naar het warmtepunt. Secundaire behandeling vindt plaats in de stookruimte - filtratie en vervolgens waterverwarming.

Dit zijn moeilijker te ontwerpen verwarmingsnetwerken - een voorbeeld van hun standaard project bevat voorwaarden voor het beschermen van leidingen tegen superhete temperaturen. Feit is dat de dampdrager veel heter is dan de vloeistof. Dit geeft een verhoogde efficiëntie, maar draagt ​​bij aan de vervorming van de pijpleiding, de wanden ervan. Dit kan worden voorkomen door hoogwaardige bouwmaterialen te gebruiken en regelmatig te controleren op mogelijke veranderingen in de hoofddruk.

Een ander fenomeen is ook gevaarlijk: de vorming van condensaat op de muren. Het is noodzakelijk om een ​​​​wikkeling te maken die vocht zal verwijderen.

Gevaar loert ook in verband met mogelijke verwondingen bij onderhoud en doorbraak. De stoomverbranding is erg sterk en aangezien de stof onder druk wordt overgedragen, kan dit leiden tot aanzienlijke schade aan de huid.

Volgens ontwerpschema's:

Deze classificatie kan ook worden genoemd - op waarde. Er zijn de volgende objecten:

• Kofferbak.

Ze hebben maar één functie: transport over lange afstanden. Meestal is dit de overdracht van energie van een bron, een stookruimte, naar distributieknooppunten. Er kunnen warmtepunten zijn die zich bezighouden met vertakkingsroutes. Het lichtnet heeft krachtige indicatoren - de temperatuur van de inhoud is maximaal 150 graden, de diameter van de leidingen is maximaal 102 cm.

• Verdeling.

Dit zijn minder belangrijke lijnen, waarvan het doel is om te leveren heet water of stoom naar woongebouwen en industriële installaties. Volgens de dwarsdoorsnede kunnen ze verschillen, het wordt gekozen afhankelijk van de doorlaatbaarheid van energie per dag. Voor appartementsgebouwen en fabrieken worden meestal maximale waarden gebruikt - ze hebben een diameter van niet meer dan 52,5 cm. Terwijl voor privé-eigendommen bewoners meestal een kleine pijpleiding meebrengen die aan hun warmtebehoefte kan voldoen. Het temperatuurregime is meestal niet hoger dan 110 graden.

• per kwartaal.

Dit is een subtype van distributie. Ze hebben dezelfde technische kenmerken, maar ze dienen om de stof te verdelen over de gebouwen van één woonwijk, blok.

• Takken.

Ze zijn ontworpen om de snelweg en het warmtepunt met elkaar te verbinden.

Door warmtebron

Onderscheiden:

• Gecentraliseerd.

Het uitgangspunt van warmteafvoer is een groot verwarmingsstation dat de hele stad of het grootste deel ervan voedt. Dit kunnen thermische centrales, grote ketelhuizen, kerncentrales zijn.

• gedecentraliseerd.

Ze houden zich bezig met transport vanuit kleine bronnen - autonome verwarmingsstations die alleen een kleine woonwijk, één flatgebouw, een specifiek gebouw kunnen bevoorraden industriële productie. Autonome stroombronnen hebben in de regel geen secties van snelwegen nodig, omdat ze zich naast het object, de structuur bevinden.

Stadia van het opstellen van een warmtenetproject

• Verzamelen van initiële gegevens.

De klant biedt technische taak de ontwerper en stelt zelfstandig of via derden een lijst op met informatie die nodig is in het werk. Dit is de hoeveelheid warmte-energie die per jaar en per dag nodig is, de aanduiding van stopcontacten en de bedrijfsomstandigheden. Er kunnen ook voorkeuren zijn voor de maximale kosten van alle werkzaamheden en de gebruikte materialen. Allereerst moet de bestelling aangeven waar het verwarmingsnetwerk voor is - woonruimte, productie.

• Ingenieursonderzoek.

Het werk wordt zowel op de grond als in laboratoria uitgevoerd. De monteur vult vervolgens de rapportages in. Het systeem van controles omvat bodem, bodemeigenschappen, grondwaterstand, klimatologische en meteorologische omstandigheden en de seismische kenmerken van het gebied. Voor werk en rapportage heb je een heleboel ++ nodig. Deze programma's zorgen voor de automatisering van het gehele proces en voor het voldoen aan alle normen en standaarden.

• Technisch systeemontwerp.

In dit stadium worden tekeningen, diagrammen van individuele knooppunten opgesteld, berekeningen uitgevoerd. Een echte ontwerper gebruikt altijd hoogwaardige software, bijvoorbeeld . De software is ontworpen om te werken met: technische netwerken. Met zijn hulp is het handig om te traceren, putten te maken, lijnkruisingen aan te geven, het pijpleidinggedeelte te markeren en extra markeringen aan te brengen.

Regelgevende documenten die de ontwerper begeleiden - SNiP 41-02-2003 "Warmtenetwerken" en SNiP 41-03-2003 "Thermische isolatie van apparatuur en apparaten".

Tegelijkertijd wordt de bouw- en ontwerpdocumentatie opgesteld. Om te voldoen aan alle regels van GOST, SP en SNiP, moet u het programma of gebruiken. Ze automatiseren het proces van het invullen van papierwerk volgens wettelijke normen.

• Goedkeuring van het project.

Eerst wordt de lay-out aangeboden aan de klant. Op dit punt is het handig om de 3D-visualisatiefunctie te gebruiken. Het volumetrische model van de pijpleiding is duidelijker, het toont alle knooppunten die niet zichtbaar zijn in de tekening voor een persoon die niet bekend is met de tekenregels. En voor professionals is een driedimensionale inrichting nodig om aanpassingen door te voeren, om te voorzien in ongewenste kruispunten. Het programma heeft zo'n functie. Het is handig om alle werk- en projectdocumentatie samen te stellen, te tekenen en basisberekeningen uit te voeren met behulp van de ingebouwde rekenmachine.

Dan moet de goedkeuring in een aantal gevallen door het stadsbestuur komen, evenals een deskundige beoordeling door een onafhankelijke vertegenwoordiger. Het is handig om de elektronische documentbeheerfunctie te gebruiken. Dit is vooral het geval wanneer de klant en de aannemer zich in verschillende steden bevinden. Alle ZVSOFT-producten werken samen met gemeenschappelijke technische, tekst- en grafische formaten, zodat het ontwerpteam deze software kan gebruiken om gegevens te verwerken die uit verschillende bronnen zijn ontvangen.

De samenstelling van een typisch warmtenetproject en een voorbeeld van een warmtenet

De belangrijkste elementen van de pijpleiding worden voornamelijk door fabrikanten in afgewerkte vorm geproduceerd, dus het blijft alleen om ze correct te positioneren en te monteren.

Overweeg de inhoud van de details over het voorbeeld van een klassiek systeem:

• pijpen. We hebben hun diameter hierboven besproken in verband met de typologie van constructies. En de lengte heeft standaardparameters - 6 en 12 meter. U kunt individueel snijden in de fabriek bestellen, maar het kost veel meer.
  Het is belangrijk om nieuwe producten te gebruiken. Het is beter om die te gebruiken die onmiddellijk met isolatie worden geproduceerd.
• Verbindingselementen. Dit zijn knieën in een hoek van 90, 75, 60, 45 graden. Dezelfde groep omvat: bochten, T-stukken, overgangen en doppen op het uiteinde van de buis.
• Afsluiters. Het doel is om water te blokkeren. Sloten kunnen in speciale dozen zitten.
• Compensator. Het is vereist op alle secties van de bocht van de baan. Ze verlichten drukgerelateerde uitzetting en vervorming van de pijpleiding.

Maak samen met softwareproducten van ZVSOFT een kwalitatief warmtenetproject.