2020-08-05
93
 |
При проектировании системы теплоснабжения микрорайона выбрана подземная прокладка тепловых сетей.
Все конструкции подземных теплопроводов можно разделить на две группы: канальные и бесканальные.
В канальных теплопроводах изоляционная конструкция разгружена от внешних нагрузок грунта стенками канала.
В бесканальных теплопроводах изоляционная конструкция испытывает нагрузку грунта.
В настоящее время большинство каналов для теплопроводов сооружается из сборных железобетонных элементов, заранее изготовленных на заводах или специальных полигонах. Из всех подземных теплопроводов наиболее надежными, зато и наиболее дорогими по начальным затратам являются теплопроводы в проходных каналах.
Основное преимущество проходных каналов – постоянный доступ к трубопроводам. Проходные каналы позволяют заменять и добавлять трубопроводы, проводить ревизию, ремонт и ликвидацию аварий на трубопроводах без разрушения дорожных покрытий и разрытия мостовых. Проходные каналы применяются обычно на выводах от теплоэлектроцентралей и на основных магистралях промплощадок крупных предприятий. В последнем случае в общем канале прокладываются все трубопроводы производственного назначения (паропроводы, водоводы, трубопроводы сжатого воздуха).
В крупных городах целесообразно сооружать проходные каналы (коллекторы) под основными проездами до устройства на этих проездах усовершенствованных дорожных одежд. В таких коллекторах прокладывается большинство подземных городских коммуникаций: теплопроводы, водопроводы, силовые и осветительные кабели, кабели связи и др.
Габаритные размеры проходящих каналов выбирают из условия обеспечения достаточного прохода для обслуживающего персонала и свободного доступа ко всем элементам оборудования, требующим постоянного обслуживания (задвижки, сальниковые компенсаторы, дренажные устройства и т. п.).
Проходные каналы должны быть оборудованы естественной вентиляцией для поддержания температуры воздуха не выше 30О С, электрическим освещением низкого напряжения (до 30 В), устройством для быстрого отвода воды из канала. Изоляция данных конструкций выполняется посредством защиты с помощью покровного слоя из гидрофобного рулонного материала, например полиэтилена или бризола, а также теплоизоляционной оболочки на трубопроводе от капельной влаги.
В тех случаях, когда количество параллельно прокладываемых трубопроводов невелико (2-4), но постоянный доступ к ним необходим, например пересечение автомагистралей с усовершенствованными покрытиями, теплопроводы сооружаются в полупроходных каналах. Габаритные размеры полупроходных каналов выбирают из условия прохода по ним человека в
полусогнутом состоянии. В полупроходных каналах можно проводить осмотр трубопроводов и мелкий ремонт тепловой изоляции при выведенной из работы тепловой сети.
В данном дипломном проекте выбрана канальная прокладка тепловых сетей.
| 10 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА 10.1 Назначение теплообменных аппаратов Теплообменным аппаратом называют всякое устройство, в котором одна жидкость - горячая среда, передает теплоту другой жидкости - холодной среде. В качестве теплоносителей в тепловых аппаратах котельных используются разнообразные капельные и упругие жидкости в самом широком диапазоне давлений и температур. По принципу работы аппараты делят на: - регенеративные; - смесительные; -рекуперативные. В регенеративных аппаратах горячий теплоноситель отдает свою теплоту аккумулирующему устройству, которое в свою очередь периодически отдает теплоту второй жидкости - холодному теплоносителю, т. е. одна и та же поверхность нагрева омывается то горячей, то холодной жидкостью. В смесительных аппаратах передача теплоты от горячей к холодной жидкости происходит при непосредственном смешении обеих жидкостей, например смешивающие конденсаторы. Особенно широкое развитие во всех областях техники получили рекуперативные аппараты, в которых теплота от горячей к холодной жидкости передается через разделительную стенку. Только такие аппараты будут рассмотрены в дальнейшем. Теплообменные аппараты могут иметь самые разнообразные назначения - паровые котлы, конденсаторы, пароперегреватели, приборы центрального отопления и т. д. Теплообменные аппараты в большинстве случаев значительно отличаются друг от друга как по своим формам и размерам, так и по применяемым в них рабочим телам. Несмотря на большое разнообразие теплообменных аппаратов, основные положения теплового расчета для них остаются общими. В теплообменных аппаратах движение жидкости осуществляется по трем основным схемам. Если направление движения горячего и холодного теплоносителей совпадают, то такое движение называется прямотоком. Если направление движения горячего теплоносителя противоположно движению холодного теплоносителя, то такое движение называется противотоком. Если же горячий теплоноситель движется перпендикулярно движению холодного теплоносителя, то такое движение называется перекрестным током. |
10.2 Тепловой расчет водоводяного подогревателя
Расчетная теплопроизводительность подогревателя выбирается для одного из объектов:
ОБ-2
Qгв max = 672 кВт;
Температура сетевой воды:
t п =950С; t о = 700С
Температура горячей и холодной воды:
tзх = 50С tг = 55 0С
Температура сетевой воды после подогревателя по графику регулирования:
t 2 = 300С
1. Определяем расчетный расход сетевой воды:
Gр.с.в. = 3600*Qгв.max/[с (t 1 - t 2)], кг/ч (11.1)
где с = 4,19 кДж/кг— теплоемкость воды
Gр.с.в. = 3600 * 672/[4,19 (70-30) ] = 14400 кг/ч (11.2)
2. Определяем расход водопроводной воды:
Gр.в.в. =3600*Qгв.max/[с(tг - tзх) ], кг/ч
Gр.в.в. =3600*672/[4,19(55-5) ] = 7803 (кг/ч)
3. Скорость водопроводной воды в трубках подогревателя принимается в пределах от 1-2,5 м/с
Задаем скорость воды в межтрубном пространстве ῳ = 1м/с. Найдем ориентировочную площадь сечения межтрубного пространства при ρ = 1000кг/м3.
ƒм = Gрсв/3600ρ ῳ, м2 (11.3)
ƒм = 14400/3600*1000*1 = 0,004 (м2)
Из справочника по(Л1) выбираем подогреватель:
- Эквивалентный диаметр межтрубного пространства, dэкв = 0,0164м
- Площадь сечения трубок fт =0,00108м2
- Площадь сечения межтрубного пространства fтр = 0,00233м2
- Поверхность нагрева одной секции fс = 1,31м2
- Внутренний диаметр dвн = 0,014м
4. Для этого типоразмера подогревателя находим скорость нагреваемой воды в трубках ῳт
ῳт = Gр.в.в. /3600 ρ в fт , м/с (11.4)
ῳт = 7803 /3600*995,74*0,00293 = 0,7 м/с
ρ в = 995,7м3/кг— плотность водопроводной воды при средней температуре (прил.6 Л.2)
5. Скорость греющей воды в межтрубном пространстве ῳм
ῳм = Gрсв /3600 ρ с.в.fтр, м/с (11.5)
ῳм = 14400 /3600*988,1*0,005 = 0,74 м/с
где ρ с.в. =988,1м3/кг – плотность сетевой воды
6. Определяем среднюю температуру водопроводной воды в подогревателе:
tср.вв = (tг + tх) /2, 0С (11.6)
tср.вв = (55+5) /2 = 300С
7.Определяем среднюю температуру сетевой воды.
tср.св = (t 1 + t 2) /2, 0С (11.7)
tср.св = (70+30) /2 = 500С
8. Определяем коэффициент теплоотдачи от сетевой воды к поверхности трубного пучка:
α1 = [(1630+21tср.св — 0,041tср.св 2) ῳм 0,8 ]/dэкв0,2, Вm/м2С (11.8)
α1 = [ (1630+21*50-0,041*502) * 0,740,8 ]/ (0,01640,2) = 5904 Вm/м2С
9. Определяем коэффициент теплоотдачи от внутренних стенок к водопроводной воде:
α2 = [ (1630+21tср.вв -0,041tср.вв 2) (ῳт0,8)] /dвнутр0,2), Вm/м2С (11.9)
α2 =[ (1630+21*30-0,041*302) (0,70,8 )]/0,0140,2) = 2172 Вm/м2С
10. Определяем коэффициент теплопередачи
К = 1/ (1/ α1+δст/ λ ст+1/α 2), Вm/м2С (11.10)
К = 1/(1/5904+0,000011+1/2172) = 1429 Вm/м2С
где λ ст — коэффициент теплопроводности трубы, Вm/м2С
δст— толщина стенки трубы.
δст/λ ст /= 0,000011м
11. Среднелогарифмическая разность температур теплоносителей в подогревателе:
∆tср = [(t1 - tх) - (t2 - tг)] / 2,3 lg[(t2 - tх) / (t1 - tг)], 0C (11.11)
∆tср = [(30-5) – (70-55) / 2,3 lg [(30-5)/(70-55)] = 20 0С
12. Необходимая поверхность нагрева подогревателя:
F = Qгв max 102 / к*∆tср * μ, (11.12)
F = 672*102/1429*20*0,82 = 2,8 м2
где μ = 0,82 — коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок.
Латунные трубки, работающие на чистой воде.
13. Число секций подогревателя:
Z = F / fс, шт (11.13)
Z = 2,8 /1,76 = 1,59 = 2шт.
где fс — поверхность нагрева одной секции.
В результате расчета выбран водо-водяной подогреватель ОСТ 34-588-68.
