Пример решения задания 7

Исходные данные. Заданы: 2 изолированных теплопровода

проложенные в непроходном канале (рис. 9.3).

100 мм; 60 мм; ; ; 700 ; ; ; ; .

Определить: и .

Рис. 9.3. Схема двухтрубного теплопровода в канале

Порядок расчета

I. Подающий теплопровод

1. Определяем термические сопротивления:

- изоляции

;

- теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху канала:

;

- теплоотдачи от воздуха канала к его стенке:

,

где внутренний эквивалентный диаметр канала равен:

- стенок канала:

где наружный эквивалентный диаметр канала:

- грунта:

,

где эквивалентный диаметр грунта

(здесь коэффициент теплоотдачи от грунта к наружному воздуху).

II. Обратный теплопровод

1. Определяем термические сопротивления:

;

.

III. Находим термические сопротивления теплоотдачи:

- подающего трубопровода

- обратного трубопровода

-канала

IV. Определяем температуру воздуха в канале по формуле (9.5):

.

V. Находим теплопотери трубопроводов по формуле (9.6):

- подающего:

- обратного:

Контрольные вопросы:

1. Охарактеризуйте основные задачи теплового расчета теплопроводов.

2. Приведите зависимость термического сопротивления от наружного диаметра теплоизоляционной оболочки теплопровода.

3. Изложите методику расчета температуры воздуха в непроходном канале теплотрассы с двумя теплопроводами.

4. В чем состоит метод расчета теплопотерь двухтрубного теплопровода, проложенного в непроходном канале?

10. ПАРОВЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Как и водяные паровые системы теплоснабжения бывают однотруб­ными, двухтрубными и многотрубными (рис.10.1).

Наибольшее распространение получили двухтрубные паровые системы с возвратом конденсата к источнику тепла (рис.10.1,б). Конденсат от отдельных местных систем теплопотребления собирается в общий бак, расположенный в тепловом пункте, а затем насосом пе­рекачивается к источнику тепла. Конденсат пара является ценным про­дуктом: он не содержит солей жесткости и растворенных агрессивных газов и позволяет сохранить до 15 % содержащегося в паре тепла. Приготовление новых порций питательной воды для паровых котлов обычно требует значительных затрат, превышающих затраты на воз­врат конденсата. Запрос о целесообразности возврата конденсата к источнику тепла решается в каждом, конкретном случае на основании технико-экономических расчетов.

Многотрубные паровые системы (рис.10.1,в) применяются на про­мышленных площадках при получении пара от ТЭЦ и в случае, если технология производства требует пара разных давлений. Затраты на сооружение отдельных паропроводов для пара разных давлений ока­зываются меньше, чем стоимость перерасхода топлива на ТЭЦ при от­пуске пара только одного, наиболее высокого давления и последующе­го редуцирования его у абонентов, нуждающихся в паре более низкого давления. Возврат конденсата в трехтрубных системах производится по одному общему конденсатопроводу.

На крупных промышленных узлах, объединяющих несколько пред­приятий, сооружаются комплексные водяные и паровые системы с по­дачей пара на технологию и воды на нужды отопления и вентиляции.

На абонентских вводах систем кроме устройств, обеспечивающих передачу тепла в местные системы теплопотребления, большое значе­ние имеет также система сбора конденсата и возврата его к источнику тепла.

Поступающий на абонентский ввод пар обычно попадает в распре­делительную гребенку, откуда непосредственно или через редукцион­ный клапан (автомат давления «после себя») направляется к теплоиспользующим аппаратам.

Схемы сбора конденсата бывают открытыми и закрытыми. Наибо­лее простая открытая схема сбора конденсата представлена на рис.10.2. По этой схеме конденсат от теплоиспользующего аппарата 2 проходит конденсатоотводчик 3, т. е. прибор, пропускающий жид­кость и не пропускающий пара, и попадает в бак сбора конденсата 4, который через особую трубу 1 сообщается с атмосферой. Из бака конденсат насосом 5 перекачивается к источнику тепла или в случае однотрубной системы направляется на использование потребителем.

Рис.10.1. Принципиальные схемы паровых систем теплоснабжения

а — однотрубной без возврата конденсата; б — двухтрубной с возвратом конденсата; в — трехтруб­ной е возвратом конденсата; 1 — источник тепла; 2 — паропровод; 3 — абонентский ввод; 4 — кало­рифер вентиляции; 5 — теплообменник местной системы отопления; 6 — теплообменник местной системы горячего водоснабжения; 7 — технологический аппарат; 8 — конденсатоотводчик; 9 — дренаж; 10 — бак сбора конденсата; 11—конденсатный насос; 12 — обратный клапан; 13 — конденсатопровод

Недостатками открытой схемы сбора конденсата являются:

а) опасность поглощения конденсатом кислорода воздуха, что вы­зывает коррозию конденсатопроводов;

б) потери в атмосферу пара вторичного вскипания и уходящего с паром тепла.

Рис. 10.2. Открытая схема сбора конденсата

1— паропровод; 2 — теплоиспользующнй аппарат, 3 — кон­денсатоотводчик; 4 — бак сбора конденсата; 5 — насос; 6 — обратный клапан; 7 — атмосферная труба

Наибольшее распространение на практике имеют закрытые схемы сбора конденсата (рис. 10.3).

Конденсат от теплоиспользующего аппарата 2, пройдя конденсатоотводчик 3, попадает в закрытый бак сбора конденсата 5, в котором поддерживается избыточное (по отношению к атмосфере) давление.

При попадании в этот бак высокотемпературного конденсата с t>104°С конден­сат вскипает и образует вторичный пар, который может быть исполь­зован для разных целей, в том числе и для приготовления воды систем горячего водоснабжения. Установленный на подводке к пароводяному теплообменнику автомат давления «до себя» 11 не позволяет давлению в баке становиться меньше заданной величины. Конденсат, из тепло­обменника через петлю вновь возвращается в бак. Для этого теплооб­менник необходимо располагать несколько выше бака.

Поступление конденсата в бак может изменяться в течение отопительного периода и в зависимости от режима работы паропотребляющего оборудования, а, следовательно, может изменяться и поступление вторичного пара в пароводяной теплообменник 13. В связи с этим для обеспечения по­догрева воды в заданном количестве к теплообменнику через регуля­тор температуры 12 подводится дополнительно пар от основного паро­провода. Удаляется конденсат из бака насосом. При быстром опорож­нении бака и образовании в нем вакуума он может быть раздавлен атмосферным давлением. Во избежание этого к баку через редуктор подводится пар от основного паропровода.

Рис. 10.3. Закрытая схема сбора конденсата

1 — паропровод; 2 — теплоиспользующий аппарат; 3 — конденсатоотводчик; 4 — конденсатопровод; 5 — бак сбора конденсата; 6 — водомерное стекло; 7— конденсатный насос; 8 — обратный клапан; 9, 11 — регуляторы давления «до себя»; 10 — трубопровод пара вторичного вскипания; 12 — регулятор температуры; 13 — пароводяной теплообменник; 14 — водопровод; 15 — горячая вода; 16 — гидравлический затвор

При закрытых схемах сбора конденсата последний не поглощает кислорода воздуха; отсутствуют также непроизводительные потери конденсата и содержащегося в нем тепла. Недостатком закрытых схем является их сложность, а также необходимость четкой увязки количества пара, выделяющегося в баке, с конденсационной способ­ностью пароводяного подогревателя и потреблением нагреваемой в нем воды.

Контрольные вопросы:

1. Охарактеризуйте виды применяемых паровых систем теплоснабжения.

2. Каковы особенности открытой схемы сбора конденсата?

3. Каковы особенности и преимущества закрытых схем сбора конденсата?