Расстояние между опорами труб

Расчёт пролётов между подвижными опорами трубопроводов.

Расстояние между опорами труб выбирается на основании расчётов на прочность и прогиб, зависит от способа прокладки, параметров теплоносителя и диаметра трубопровода.

Алгоритм данной online программы использует табличные данные, приведенные в справочнике проектировщика «Проектирование тепловых сетей» под редакцией А. А. Николаева.

Данная программа определит следующие расстояния между подвижными опорами трубопровода:

• максимальный пролёт по расчёту на прочность на прямых участках
• максимальный пролёт по расчёту на прогиб на прямых участках
• рекомендуемое расстояние между опорами труб на прямых участках
• расстояние между опорами трубопровода на участках, примыкающих к компенсаторам и поворотам

Места расстановки неподвижных опор трубопровода зависят от схематических особенностей тепловых сетей. Как правило, неподвижные опоры устанавливают у ответвлений трубопровода и около запорной арматуры, а на прямых участках распределяют исходя из условий компенсирующей способности компенсаторов и участков самокомпенсации.

При подборе приняты следующие ограничения

• Трубопровод выполнен из стальной трубы по «Сортаменту для тепловых сетей»
• Трубопровод заполнен водой или паром
• Величина уклона трубопровода составляет i=0.002
• Трубопровод не испытывает дополнительных нагрузок.

Выбор подвижной опоры

В тепловых сетях применяют следующие виды подвижных опор:

Скользящие опоры трубопровода применяют для труб с Ду 25 -150 при всех способах прокладки тепловой сети. Для труб с диаметром Ду 200 – 1200 мм скользящие опоры применяют при прокладке в непроходных и полупроходных каналах, а также для нижнего ряда труб в тоннелях.

Катковые опоры трубопровода применяют при диаметре Ду > 200 мм, при прокладке трубопроводов на отдельно стоящих низких и высоких опорах, по стенам зданий и в тоннелях на каркасах и кронштейнах. Катковые опоры при прокладке трубопроводов в непроходных каналах – не применяют.

При надземной прокладке трубопроводов на эстакадах с пролётным строением для условных проходов труб Ду >200 мм, применяют как скользящие так и катковые опоры. Катковые опоры устанавливают в том случае, если применение скользящих опор, приводит к утяжелению прогонов.

Подвесные опоры трубопроводов применяют при надземной прокладке на эстакадах с растяжками, при подвеске трубы к трубе, на участках самокомпенсации или при установке П-образных компенсаторов. В последнем случае рекомендуется на расстоянии около 40Ду устанавливать направляющие опоры. На участках трубопроводов с сальниковыми компенсаторами — установка подвесных опор не допускается.

Подвижные опоры не устанавливают на участках бесканальной прокладки трубопроводов.

Расчет усилий в неподвижных опорах теплопровода.

Определить горизонтальное осевое усилие H_гона неподвижную опору Б. Определить вертикальную нормативную нагрузку F_v на подвижную опору.

Схема расчетного участка приведена на рис.6

Трубопровод с d_нxS = 200×6 мм. Вес одного погонного метра трубопровода с водой и изоляцией G_h= 513 Н. Расстояние между подвижными опорами L = 9 м. Коэффициент трения в подвижных опорах m = 0,4. Реакция компенсатора P_к= 9,56кН. Сила упругой деформации угла поворота P_х= 0,12 кН.

Расчет горизонтальных усилий H_гона опору Б для различных тепловых режимов работы трубопровода выполним по формулам:

–0,7 × (9560 + 0,4 × 513 × 55) = -7290 (Н)

–0,7 × (9560 + 0,4 × 513 × 35) = 6378 (Н)

В качестве расчетного усилия принимаем наибольшее значение H_го= 15818 Н =15,818кН. Вертикальную нормативную нагрузку на подвижную опору F_v определим по формуле:

Расчет спускных устройств.

Спускное устройство(клапан) – устройство позволяющие предотвратить возникшее давление в тепловой сети.

Определить диаметры спускных устройств (воздушников и спускников) для участка трубопровода, схема которого приведена на рис.7.

Рис .7

Выполним расчеты для левой стороны. Определим приведенный диаметр d_red по формуле:

Приняв коэффициент расхода для вентиля m = 0,0144, коэффициент

n = 0,72 при времени опорожнения не более 2 часов, определим диаметр спускного устройства для левой стороны d₁

Выполним аналогичные расчеты и для правой стороны. Диаметр спускного устройства для правой стороны d₂

Определим диаметр штуцера и запорной арматуры d для обеих сторон

Поскольку расчетный диаметр спускного устройства d =18 мм меньше рекомендованного d_у=50 мм (см. рекомендации в методическом пособии), к установке принимаем штуцер с наибольшим диаметром из сравниваемых d_у=50 мм.

Подбор элеватора

Элеватор (водоструйный насос) – устройство для смешения высокотемпературной воды из теплосети с водой из обратной магистрали системы отопления и создания в последней циркуляционного давления.

Для системы отопления с расчетным расходом сетевой воды на отопление G = 4,7 т/ч и расчетным коэффициентом смешения u_р= 2,2, определить диаметр горловины элеватора и диаметр сопла исходя из условия гашения всего располагаемого напора.

Потери напора в системе отопления при расчетном расходе смешанной воды h = 1,5 м. Располагаемый напор в тепловом пункте перед системой отопления H_тп= 25м.

Расчетный диаметр горловины d_г определяется по формуле:

Расчетную величину диаметра горловины округляем до стандартного диаметра в сторону уменьшения d_г= 30 мм. Располагаемый напор перед элеватором H для расчета сопла определяется как разность располагаемого напора перед системой отопления H_тп и потерь напора в системе отопления h.

Расчетный диаметр сопла определяем по формуле:

(мм)

Выбран элеватор 40с10бк, производительность 3,0 – 5,0 т/ч

1) Максимальна температура воды, поступающей из теплосети — 150 °C;

2) Максимальная температура обратной воды — 70 °C;

3) Максимальное рабочее давление — 10 кгс/см 2 ;

4) Минимальный напор, необходимый для работы элеватора — 1. 1,5 кгс/см 2 ;

5) Материал корпуса, штуцера, фланцев – сталь;

6) Материал сопла — латунь (сталь).

Заключение

В данной курсовой работе выполнен расчет тепловых потоков на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение домов микрорайона города.

Произведены расчеты тепловых нагрузок на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Построены зависимости данных нагрузок от температуры наружного воздуха. Из графиков тепловых нагрузок видно, что нагрузки на отопление сильно зависят от температуры наружного воздуха; нагрузки на горячего водоснабжения (ГВС), и практически не изменяются на протяжении года.

Определены расчетные расходы теплоносителя, выбраны трубопроводы на каждом участке сети исходя из расходов теплоносителя и допустимых потерь давления на участке. Построен пьезометрический график, и выбрана тепловая изоляция.

Литература и сайты:

1.СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика/Госстрой СССР М.: Стройиздат, -1997. -140с.

2. СНиП 2.04.07-86*. Тепловые сети -М.: Госстрой, -2001. -48 с.

3.Теплоснабжение/Козин В. Е. и др. -М.: Высшая школа, -1980. -408 с.

4.Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. -М.: Издательство МЭИ, -1999. -472 с.

5.Теплотехнический справочник/Под ред. Юренева В. Н. и Лебедева П. Д. в 2-х т. М.: Энергия. -1995. Т. 1. -744 с.

6.Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей/Под ред. Николаева А. А. -М.: Стройиздат. -1965. -360 с.

7.Справочник по теплоснабжению и вентиляции /Щёкин Р. В. и др. В 2-х кн. Киев: Будивельник, -1996, Кн. 1. -416 с.

8.Сафонов А. П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. -М.: Энергия, -1994. -240 с.

9.Громов Н. К. Абонентские устройства водяных тепловых сетей. -М.: Энергия, -1989. -248 с

10. Теплоснабжение: учебное пособие для студентов.: Высшая школа, 1980 – 408стр. В.Е. Козин, Т.А.Левина, А.П. Марков, И.Б. Пронина, В.А Слемзин

11.В. М. Боровков, А. А. Калютик, В. В. Сергеев. Ремонт теплотехнического оборудования и тепловых сетей.

12. Ширакс З. Э. Теплоснабжение. -М.: Энергия, -1999. -256 с.

Приложение №1 Значения эквивалентной длиныдля труб при åx = 1

Размеры труб, мм	l э, м, при k э, м	Размеры труб, мм	l э, м, при k э, м
, мм	, мм	0,0002	0,0005	0,001	, мм	, мм	0,0002	0,0005	0,001
33,5´3,2	0,84	0,67	0,56	377´9	21,2	16,9	14,2
38´2,5	1,08	0,85	0,72	426´9	24,9	19,8	16,7
45´2,5	1,37	1,09	0,91	426´6	25,4	20,2
57´3	1,85	1,47	1,24	480´7	29,4	23,4	19,7
76´3	2,75	2,19	1,84	530´8	33,3	26,5	22,2
89´4	3,3	2,63	2,21	630´9	41,4	32,9	27,7
108´4	4,3	3,42	2,87	720´10	48,9	38,9	32,7
133´4	5,68	4,52	3,8	820´10	57,8	38,7
159´4,5	7,1	5,7	4,8	920´11	66,8	53,1	44,7
194´5	9,2	7,3	6,2	1020´12	76,1	60,5	50,9
219´6	10,7	8,5	7,1	1120´12	85,7	68,2	57,3
273´7	14,1	11,2	9,4	1220´14	95,2	95,2	63,7
325´8	17,6	14,0	11,8	1420´14	115,6	91,9	77,3

Приложение №2 Значение коэффициента k2.

Материал теплоизоляционного слоя	условный проход трубопроводов, мм
25-65	80-150	200-300	350-500
Полимербетон	0,7	0,8	0,9	1,0
Пенополиуретан, фенольный поропласт ФЛ	0,5	0,6	0,7	0,8

Приложение №3 Технические характеристики основных сетевых насосов.

Расчет опор трубопроводов отопления

Сейсмические воздействия( нагрузки( вызываемые резким нарушением технологического процесса( временной неисправностью или поломкой оборудования

Примечания ( 1. Для трубопроводов предприятий черной металлургии коэффициент надежности по нагрузке для внутреннего давления в стадии эксплуатации принимается равным 1(15.

2. Для упрощения определения расчетной нагрузки от веса трубопроводов с изоляцией( футеровкой( транспортируемым продуктом и т.д. разрешается использовать единый коэффициент надежности по нагрузке для вертикальных нагрузок 1(1 (0(9). С той же целью разрешается принимать единый коэффициент надежности по нагрузке 1(1 для горизонтальных нагрузок от температурных технологических воздействий и внутреннего давления.

3. Значения коэффициентов надежности по нагрузкам( указанные в табл. 2 в скобках( принимаются в тех случаях( когда уменьшение нагрузок вызывает более неблагоприятное условие работы рассчитываемого элемента конструкции.

4. При сочетании нагрузок следует учитывать физические возможные варианты одновременного действия различных нагрузок( в частности(

а) при определении нагрузок от газопроводов( паропроводов и продуктопроводов( для которых( согласно правилам приемки их в эксплуатацию( обязательно гидравлическое испытание( следует учитывать( что такому испытанию одновременно может подвергаться лишь один трубопровод. При этом в расчет принимается тот трубопровод( наполнение которого наиболее невыгодно отражается на рассчитанном элементе строительной конструкции. При гидравлическом испытании нагрузки( возникающие при перестановке оборудования( исключаются(

б) При определении нагрузки от веса отложений внутри газопроводов при резком нарушении режима эксплуатации ее следует учитывать лишь для одного газопровода( принимая для остальных трубопроводов нагрузку от отложений в стадии эксплуатации(

в) при учете вертикальной нагрузки от веса людей и ремонтных материалов на площадках и мостиках снеговая нагрузка на этих конструкциях не учитывается.

4.3. Нормативная разность температур от климатических воздействий определяется по СНиП 2.01.07-85 в зависимости от климатического района.

4.4. При отсутствии в момент составления строительной части проекта известной раскладки трубопроводов за основную исходную величину принимается нормативная вертикальная нагрузка на 1 м длины трассы — q. Нагрузка q наряду с весом самих трубопроводов с изоляцией и транспортируемым продуктом должна включать также нагрузку на обслуживающие площадки( вес снега( производственной пыли и отложений внутри трубопроводов( при этом коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1(1.

Примечание ( При числе трубопроводов четыре и менее( а также для случаев( когда нагрузка от веса отдельных трубопроводов не может быть представлена эквивалентной распределенной нагрузкой (см. п. 4.11)( расчет строительных конструкций следует выполнять по фактической раскладке трубопроводов.

4.5. Нормативная нагрузка от веса всех трубопроводов с футеровкой и изоляцией( веса транспортируемого продукта( обслуживающих площадок( веса стационарного оборудования и технологической арматуры( а также от собственного веса отдельно стоящих опор и эстакад определяется по технологическому заданию и по проектным данным.

4.6. Нормативная нагрузка от веса людей и ремонтных материалов на площадках( мостиках и лестницах принимается равномерно распределенной — 750 Па.

Для расчета настила на местную нагрузку принимается сосредоточенная нагрузка 1(5 кН на участке размером 10(10 см.

Нормативная горизонтальная сосредоточенная нагрузка на поручни перил обслуживающих площадок и мостиков (в любом месте по длине поручня) принимается равной 0(3 кН.

4.7. Нормативная снеговая нагрузка на 1 м 2 площадки горизонтальной проекции трубопроводов( обслуживающих площадок и мостиков определяется в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85. При этом гололедная нагрузка не учитывается( а коэффициент перехода от веса снегового покрова к нормативной нагрузке с( принимается равным 0(2 для трубопроводов с наружным диаметром не более 0(6 м( 0(3 — более 0(6 м и 0(8 — для обслуживающих площадок и мостиков. Ширина горизонтальной проекции трубопроводов диаметром 0(6 м и менее принимается равной длине траверсы независимо от числа ярусов конструкций и числа рядов трубопроводов. В случае расположения двух трубопроводов с наружным диаметром более 0(6 м одного над другим при условии( что расстояние в свету между ними меньше диаметра меньшего трубопровода( снеговая нагрузка учитывается лишь от одного трубопровода большего диаметра. Примеры определения снеговой нагрузки приведены на рис. 16.

Рис. 16. Примеры определения снеговой нагрузки для трех схем горизонтальных прокладок трубопроводов

а — в верхнем ярусе верхний ряд — тепловые сети( нижний ряд — холодные трубопроводы на подвесках. В нижнем ярусе все трубопроводы холодные условным диаметром менее 0(6м( настил переходной площадки — сплошной. Верхняя эпюра снеговой нагрузки — для расчета траверс( пролетных строений( опоры( фундаментов( нижняя — для расчета переходной площадки( б — основной трубопровод — холодный с условным диаметром больше 0(6 м( а верхний ряд — тепловые сети( в — оба трубопровода холодные( условный диаметр каждого из них больше 0(6 м( а расстояние «в свету» между ними меньше меньшего диаметра

Снеговая нагрузка не учитывается для трубопроводов( температура транспортируемого продукта которых превышает 30(С( а также для трубопроводов с обогревающими «спутниками» (остальные трубопроводы считаются «холодными»)( для обслуживающих площадок с решетчатым настилом( если площадь просветов настила составляет не менее половины общей его площади( для наклонных трубопроводов с углом наклона более 30(.

4.8. Нормативная нагрузка от веса отложений внутри трубопроводов (пыль( лед( конденсат и др.) в стадии эксплуатации определяется на основании соответствующих проектных данных. При отсутствии этих данных нормативная нагрузка на 1 м длины (кН от веса отложения внутри газопроводов) в стадии эксплуатации принимается согласно табл. 3.

Влажный очищенный газ

Грязный доменный газ

Наружный диаметр газопровода( мм

Местные пониженные участки газопроводов

Сухой очищенный газ

Горизонтальные газопроводы и наклонные под углом не более 30(

Наклонные газопроводы под углом более 40(

Газопроводы с неблагоприятной конфигурацией