Проектирование системы теплоснабжения больничного комплекса

где: Н - вылет компенсатора, м.

Изгибающий момент М в сечении на стыке с трубопроводом обычно в 2 - 3 раза меньше.

Напряжения изгиба на изогнутых участках компенсаторов следует определять по формуле

у = m₁ • M / W = 1,1 • 347,8 / 18,9 • 10^-6 = 20,2 мПа (10.6)

где: W - момент сопротивления, м³;

m₁ - коэффициент концентрации напряжений определяется по таблице.

Расчет трубопроводов на самокомпенсацию температурных расширений

Трубопроводы, самокомпенсирующиеся за счет собственной гибкости, находят самое широкое применение в проектировании и строительстве тепловых сетей. Участки трубопроводов с самокомпенсацией наиболее надежны в эксплуатации, не требуют регулярного наблюдения за работой-

Посредством неподвижного закрепления трубопроводов на опорах, устанавливаемых в ряде точек по длине трассы, можно так распределить температурное удлинение труб под влиянием нагрева между отдельными участками, что перемещения труб, усилия и напряжения в них не будут превышать допустимых величин.

Наибольшее применение имеют следующие самокомпенсирующиеся схемы, плоскостные П-образные с прямым или тупым углом поворота, Z -образные с тремя расчетными участками, пространственные Z -образные с треми участками, расположенными в трех различных плоскостях (применяются только в пределах котельных, бойлерных, насосных перекачивающих станций).

Для расчета компенсационных напряжений и усилий использую, в частности, метод упругого центра.

В приведенных ниже формулах l₁ и l₂ - длина прямых участков, R- радиус изгиба отвода, у_s и х_s - оси координат с началом в точке s - упругом центре, у_s и х_s, - координаты центра упругости в системе х, у с начатом координат в точке В.

y_s = (0,57 • R² / k + 0,5 • l₂² + l₂ • R) / L_пр (10.7)

x_s = (0,57 • R² / k + 0,5 • l₁² + l₁ • R) / L_пр (10.8)

где L_пр - приведенная длина оси, м

L_пр = l₁ + l₂ + 1,57 • R / k = 15,63 м (10.9)

k - коэффициент Кармана, определяется по таблице.

L_пр = l₁ + l₂ + 1,57 • 0,23 / 0,57 = 15,63 м

y_s = (0,57 • 0,23² / 0,57 + 0,5 • 9² + 9 • 0,23) / 15,63 = 2,73 м

x_s = (0,57 • 0,23² / 0,57 + 0,5 • 6² + 6 • 0,23) / 15,63 = 1,24 м

Момент инерции осевой линии I_xs, м³ относительно оси х_s:

I_xs = 0,35 • R³ / k + l₂³ / 3 + l₂² • R + l₂ • R² - L_пр • y²_s (10.10)

I_xs = 0,35 • 0,23³ / 0,57 + 9³ / 3 + 9² • 0,23 + 9 • 0,23² - 15,63 • 2,73² = 145,6 м³

Момент инерции осевой линии I_ys, м³ относительно оси y_s:

I_ys = 0,35 • R³ / k + l₁³ / 3 + l₁² • R - L_пр • x²_s (10.11)

I_ys = (0,35 • 0,23³ / 0,57 + 6³ / 3 + 6² • 0,23) - 15,64 • 1,24² = 56,57 м³

Центробежный момент инерции осевой линии I_xys, относительно осей x_s и y_s:

I_xys = 0,07 • R³ / k - L_пр • x_s • y_s (10.12)

I_xys = 0,07 • 0,23³ / 0,57 - 15,63 • 1,24 • 2,73 = -52,9 м³

P_x = E • I • (Дl_x • I_ys + Дl_y • I_xys) / I_xy • I_ys - I²_xys (10.13)

P_x = 19,62 • 10¹⁰ • 18,6 • 10^-8 • (0,0126 • 56,57 + 0,019 • 52,9) / 145,6 • 56,57 - 52,9² = 11,53 H

P_y = E • I • (Дl_y • I_xs + Дl_x • I_xys) / I_xs • I_ys - I²_xys (10.14)

P_y = 19,62 • 10¹⁰ • 18,6 • 10^-8 • (0,019 • 145,6 + 0,0126 • 52,9) / 145,6 • 56,57 - 52,9²

где Дl_y - температурное удлинение участка l₂ в направлении оси y, м;

Дl_x - температурное удлинение участка l₁ в направлении оси x, м;

Изгибающий момент:

в сечении А

M_А = Р_у • (l₁ + R - x_s) - P_x • y_s (10.15)

M_А = 23 • (6 + 0,23 - 1,24) - 11,53 • 2,73 = 83,29 Нм

в сечении C

M_C = Р_x • (l₂ + R - y_s) - P_y • x_s (10.16)

M_C = 11,53 • (9 + 0,23 - 2,73) - 23 • 1,24 = 46,4 Нм

в сечении В

М_В = Р_x • (y_s - 0,29 • R) + P_y • (x_s - 0,29 • R) (10.17)

М_В = 11,53 • (2,73 - 0,29 • 0,23) + 23 • (1,24 - 0,29 • 0,23) = 57,7 Нм

Компенсационное напряжение изгиба у_к на прямом участке:

у_кА = M_A / W = 83,29 / 6,5 • 10^-6 = 12,8 мПа (10.18)

у_кС = M_С / W = 46,4 / 6,5 • 10^-6 = 7,1 мПа (10.19)

на изогнутом участке:

у_кB = M_В • m₁ / W = 57,7 • 0,9 / 6,5 • 10^-6 = 7,9 мПа (10.20)

у_кА; у_кB; у_кC < [у_доп] = 110 мПа

Формулы (10.6) - (10.19) дают возможность точного определения компенсационных напряжении в П -образных схемах с прямым углом.

16. Тепловой расчет теплопроводов. Выбор теплоизоляционных материалов и конструкций

Целью теплового расчёта является решение следующих задач:

• определение толщины тепловой изоляции;

• определение тепловых потерь теплопроводом;

• расчёт падения температуры теплоносителя вдоль теплопровода;

• расчёт температурного поля вокруг теплопровода, т.е. определение температур изоляции, воздуха в канале, стен канала, грунта.

Экономическая эффективность систем централизованного теплоснабжения в значительной мере зависит от тепловой изоляции трубопроводов.

Выбор теплоизоляционных материалов и конструкций

Тепловая изоляция служит для уменьшения тепловых потерь и для обеспечения допустимой температуры изолируемой поверхности. Борьба и снижение транспортных потерь тепла в теплопроводах является важнейшим средством экономии топливных ресурсов.

Качественное изолирование повышает стойкость металла против коррозии, в результате которой существенно увеличивается срок службы трубопроводов.

Тепловая изоляция оздоровляет условия труда эксплуатационного персонала и позволяет сохранить высокие параметры теплоносителя па большом удалении от источника тепла.

Материалы для теплоизоляционных конструкций должны обладав высокими теплозащитными свойствами и низким водопоглощением. Соображения экономичности и долговечности требуют, чтобы выбор теплоизоляционных материалов производился с учётом способа прокладки и условии эксплуатации, определяемых внешней нагрузкой на изоляцию, уровнем фунтовых вод, температурой теплоносителя, гидравлическим режимом работы теплосети и др.

Всё это имеет важное значение для сохранения начальных теплофизических свойств теплоизоляционного материала и для экономии теплоснабжения.

Выбор толщины теплоизоляции определяется техническими и технико- экономическими соображениями.

Основные технические требования при выборе толщины изоляции заключается в следующем:

1. Обеспечение заданной температуры теплоносителя в отдельных точках тепловой сети.

2. Обеспечение нормативных теплопотерь.

3. Не превышение заданной температуры поверхности изоляции.

При прокладке теплопроводов и непроходных каналах по условиям безопасности предельная температура поверхности изоляции должна составляет 40-50°С.

Исходя из современных требований к теплоизоляционным материалам к проектированию выбираем следующие виды тепловой изоляции;

1) основной слой изоляции; пенополиуретан.

Расчётные технические характеристики:

• средняя плотность в конструкции: с = 60ч80 кг/м³

• теплопроводность теплоизоляционного материала в конструкции,

150 Вт/(м ⁰С);

2) покровный слой:

плёнка винилопластовая каландрированная ГОСТ 16398-81.

Применяемая толщина: 0.4ч1 мм;

группа горючести: горючая.

Принимаем толщину покровного слоя равную 1 мм.

Определение толщины тепловой изоляции

Толщина теплоизоляционного слоя трубопроводов определяется по формулам, м:

д = d_н / 2 • (В - 1) (11.1)

lnB = 2 • р • л_и • (R_tot - R_ст - 1 / б • р • (d_н - 0,1) ) (11.2)

где:

B = Д_из.н / d_н - отношение наружного диаметра изоляционного слоя к наружному диаметру трубы; R_tot - термическое сопротивление теплоизоляционной конструкции на 1 м длины трубопровода, (м °С)/Вт;

л_и - теплопроводность теплоизоляционного слоя, определяемая по таблице, Вт/( м °С);

R_cт - термическое сопротивление стенки трубопровода, (м °С)/Вт:

R_ст = ln(d_н / d_в) / 2 • р • л_ст (11.3)

л_ст - теплопроводность материала стенки трубы, Вт/(м °С).

Для стали л_ст = 50 Вт/(м °С).

Термическое сопротивление теплоизоляционной конструкции определяется по нормированной плотности теплового потока:

R_tot = (ф - t_окр) / q₁ • k₁ (11.4)

б - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции, принимаемый по таблице, б = 0 Вт/(м °С).

ф - температура теплоносителя, °С;

t_окр - температура окружающей среды, °С;

q_в - нормированная линейная плотность теплового потока с 1 м длины трубопровода, Вт/м.

ф = 150 °С - для подающего трубопровода;

ф = 70 °С - для обратного трубопровода.

За расчётную температуру теплоносителя принимаем среднюю за год t_окр = 5 °С - температура грунта.

к₁ = 1 - коэффициент, принимаемый по таблице.

Результаты расчётов, произведенных по вышеизложенной методике, для d_ср = 150мм.

1. Прямой трубопровод.

R_ст = ln(0,159 / 0,15) / 2 • 3,14 • 50 = 0,000178 (м °С)/Вт

R_tot = (150 - 5) / 88 = 1,65 (м °С)/Вт

lnB = 2 • 314 • 0,05 • 1,65 = 0,5181

B = 1,678

д = 0,159 / 2 • (1,678 - 1) = 0,054 м

Принимаем д = 60 мм.

2. Обратный трубопровод.

R_ст = ln(0,159 / 0,15) / 2 • 3,14 • 50 = 0,000178 (м °С)/Вт

R_tot = (70 - 5) / 88 = 0,737 (м °С)/Вт

lnB = 2 • 314 • 0,05 • 0,737 = 0,231

B = 1,26

д = 0,159 / 2 • (1,26 - 1) = 0,021 м

Принимаем д = 40 мм.

Расчетную толщину индустриальных конструкций из волокнистых материалов и изделий следует округлять до значений, кратных 20 мм и принимать по таблице.

Включение в изоляцию системы дистанционного контроля

Согласно проекту в трубопроводах использована ППУ -изоляция с оболочкой из жесткого полиэтилена, включающая в себя систему оперативного дистанционного контроля влажности (ОДК) - в соответствии с требованиями СниП 41-02-2003.

Система оперативного дистанционного контроля (ОДК) предназначена для контроля состояния влажности теплоизоляционного слоя из пенополиуретана (ППУ) изолированных трубопроводов и обнаружения с помощью переносных детекторов участков с повышенной влажностью ППУ изоляции, вызнанной либо проникновением влаги через внешнюю полиэтиленовую оболочку трубопровода, либо за счёт утечки теплоносителя из стального трубопровода вследствие коррозии или дефектов сварных соединений.

Состав проектируемой системы ОДК. Система ОДК включает:

• сигнальные медные проводники в теплоизоляционном слое трубопроводов, проходящие по всей длине теплосети основной сигнальный проводник - луженный; транзитный проводник - медный;

• терминалы для подключения приборов и коммутации сигнальных проводников;

• кабели для соединения сигнальных проводников в изолированных трубопроводах с терминалами в точках контроля, а также для соединения сигнальных проводников па участках трубопроводов, где установлены неизолированные элементы трубопровода (запорная арматура и т д.) с герметичными кабельными выводами;

• детектор (переносной);

• локатор повреждений.

Принцип работы

Принцип работы системы ОДК типа "Nordik" - отражение импульса. Он заключается в обнаружении неоднородности волнового сопротивлении контрольных проводников. Неоднородность возникает при увлажнении теплоизоляции или обрыве сигнального провода. Контроль за состоянием изоляции осуществляется при помощи стационарных или переносных детекторов.

Состояние системы ОДК должно оцениваться по следующим параметрам:

• целостность сигнальных проводников, образующих в нормальном состоянии замкнутую цепь (петлю);

• максимальное электрическое сопротивление сигнальной цепи 200 Ом, что соответствует длине контролируемого трубопровода 5 км (при превышении указанного значения детектор срабатывает на отрыв);

• пороговое электрическое сопротивление изоляции 1 - 5 кОм, соответствующее срабатыванию сигнала увлажнения.

17. Защита трубопроводов от коррозии

Все предложенные мероприятия по защите трубопроводов от внутренней и внешней коррозии соответствуют требованиям СНиП 41-02- 2003 "Тепловые сети".

Защита от внутренней коррозии.

При выборе способа зашиты стальных труб тепловых сетей от внутренней коррозии учитывают следующие основные параметры сетевой воды:

• жесткость воды;

• водородный показатель рН;

• содержание в воде кислорода и свободной угольной кислоты;

• содержание сульфатов и хлоридов;

• содержание в воде органических примесей (окисляемость воды);

Защиту труб от внутренней коррозии выполняют путем:

• повышении рН в пределах рекомендации Правил технической эксплуатации (ПТЭ);

• уменьшения содержания кислорода в сетевой воде;

• покрытия внутренней поверхности стальных труб антикоррозионными составами или применения коррозионно-стойких сталей;

• применения безреагентного электрохимического способа обработки воды;

• применения водоподготовки и деаэрации подпиточной воды.

Для контроля за внутренней коррозией на подающих и обратных трубопроводах водяных тепловых сетей на выводах с источника теплоты и в наиболее характерных местах предусматривают установку индикаторов коррозии.

Защита от наружной коррозии.

При проектировании предусмотрены конструктивные решения, предотвращающие наружную коррозию труб тепловой сети.

Для конструкций теплопроводов в пенополиуретановой теплоизоляции с герметичной наружной оболочкой нанесение антикоррозионного покрытия на стальные грубы не требуется, но обязательно устройство системы оперативного дистанционного контроля, сигнализирующей о проникновении влаги в теплоизоляционный слой.

Для конструкций теплопроводов с другими теплоизоляционными материалами независимо от способов прокладки должны применяться антикоррозионные покрытия, наносимые непосредственно на наружную поверхность стальной трубы.

Неизолированные в заводских условиях концы трубных секции, отводов, тройников и других металлоконструкций покрываются антикоррозионным слоем.

При бесканальной прокладке в условиях высокой коррозионной активности фунтов, в поле блуждающих токов при положительной и знакопеременной разницы потенциалов между трубопроводами и землей предусмотрена дополнительная защита металлических трубопроводов тепловых сетей, кроме конструкций с герметичным защитным покрытием.

В качестве дополнительной защиты стальных трубопроводов тепловых сетей от коррозии блуждающими токами при подземной прокладке (в непроходных каналах или бесканальной) предусматривают следующие мероприятия (п.13.8 [16]):

· удаление трассы тепловых сетей от рельсовых сетей электрофицированного транспорта и уменьшения числа пересечений с ним;

· увеличение продольной электропроводности трубопроводов путем установки электроперемычек на сальниковых компенсаторах и фланцевой арматуре;

· уравнивание потенциалов между параллельными трубопроводам и путем установки поперечных то ко проводя тих перемычек между смежными трубопроводами при применении электрохимической защиты;

· установку электроизолирующих фланцев на трубопроводах на вводе тепловой сети (или в ближайшей камере) к объектам, которые могут являться источниками блуждающих токов (трамвайное депо, тяговые подстанции, ремонтные баты и т.п.);

· электрохимическую защиту трубопроводов;

Поперечные токопроводящие перемычки предусматривают в камерах с ответвлениями труб и на транзитных участках тепловых сетей Токопроводящие перемычки выполняют из прутковой или полосовой стали Длину перемычек определяют с учетом максимального теплового удлинения трубопровода. Стальные перемычки должны иметь покрытие от коррозии. При подземной прокладке теплопроводов для проведения инженерной диагностики коррозионного состояния стальных труб не нарушающими методами предусматривают устройство мест доступа к трубам в камерах тепловых сетей.

18. Технико-экономический раздел

В технико-экономическом разделе определяются капитальные затраты на строительство тепловой сети, ежегодные эксплуатационные расходы и себестоимость транспорта тепла.

Определение капитальных затрат на строительство тепловой сети.

Кап. затраты на строительство тепловой сети К_тс слагаются из:

· стоимости оборудования и материалов;

· транспортных расходов;

· накладных расходов;

· затрат на запасные части;

· затрат на изоляционные работы;

· затрат на монтаж трубопроводов;

· неучтённые расходы.

Стоимость 1 п.м. составляет 6 000 рублей.

Общая длина трубопровода составляет 2 426 м.

В результате общая стоимость оборудования составила 29 556 000 руб.

В соответствии с методическими указаниями к дипломному проектированию:

Транспортные расходы

Транспортные расходы принимаются в размере 5% от стоимости оборудования и составляют:

1477 800 руб.

Накладные расходы

Накладные расходы принимаются в размере 10% от стоимости оборудования и материалов и составляют:

2955 600 руб.

Затраты на запасные части

Затраты на запасные части принимаются 3% от стоимости оборудования и материалов и составляют:

886 680 руб.

Затраты на изоляционные работы

Затраты на изоляционные работы по трубопроводам принимаются 8% от стоимости оборудования и материалов и составляют:

2364 480 руб.

Затраты на монтаж трубопроводов

Затраты на монтаж трубопроводов принимаются 15% от стоимости оборудования и материалов и составляют:

4433400 руб.

Неучтённые расходы

Неучтённые расходы принимаются в размере 2% и составляют:

591120 руб.

Таким образом, общая стоимость строительства тепловой сети, т.е. капитальные затраты на её строительство составят:

К_тс=1477800 +2955600 +886 680+2364 480 +4433400+591120 =12709 080 руб

К_тс=12709080 руб

Определение годовых эксплуатационных расходов по тепловой сети.

Годовые эксплуатационные расходы по тепловой сети -S_год- складываются из:

· амортизационных отчислений, S_ам ;

· затрат на текущий ремонт, S_тр ;

· затрат на обслуживание тепловой сети, S_обсл ;

· затрат на перекачку теплоносителя, S_пт ;

· затрат на покрытие потерь тепла, S_пот ;

· прочих затрат, S_проч .

Амортизационные отчисления подсчитываются по нормам амортизации Р_н и величине капитальных затрат на строительство теплосети. Норма амортизации принимается р=4,8%.

руб/год.

Затраты на текущий ремонт

Затраты на текущий ремонт подсчитываются в зависимости от капитальных затрат и составляют 2%.

руб/год.

Затраты по обслуживанию тепловых сетей

Затраты по обслуживанию тепловых сетей принимаются в размере 2% от величины капитальных затрат:

руб/год.

Затраты на перекачку теплоносителя

Затраты на перекачку теплоносителя подсчитывается по формуле:

 (13.1)

где G - расход теплоносителя, кг/сек (табл.6.2);

p - располагаемый перепад давлений, вырабатываемый насосом, Па (см. п.7.3);

n - время работы насосов в году, час;

Э - тариф на электроэнергию, Э=0,286 руб/(кВт ч);

- плотность теплоносителя, кг/м³;

_ну - КПД насосной установки.

руб/год.

S_пт=1 613 798 руб/год

Затраты на покрытие потерь тепла

Затраты на покрытие потерь тепла:

(13.2)

где z - тариф на теплоту, z=87 руб/Гкалл;

=3,14

к - коэффициент теплопередачи, принимается 0,8 Ккал/(м² час С);

t_ср - средняя температура теплоносителя за год, равная полусумме средних годовых температур подающего и обратного трубопроводов, С;

t_о - средняя температура грунта, С;

=0,2 - коэффициент потерь тепла;

n - длительность работы теплосети, час/год;

- материальная характеристика теплосети, м²; - сумма произведений диаметров на длину(для этого диаметра);

l - суммарная длина трубопровода.

S_пот=55 918,83 руб/год

Прочие затраты

Прочие затраты составляют:

Годовые эксплуатационные расходы

Годовые эксплуатационные расходы составляют:

S_год=S_ам+S_тр+S_обсл+S_пт+S_пот+S_проч=610035,84+254181,6+254181,6+1613798+ 55918,83+33551,97=2 592 904,84 руб/год

S_год=2592904,84 руб/год.

Определение себестоимости транспорта тепла.

Себестоимость транспорта тепла по тепловой сети рассчитывается по формуле:

S_т= S_год /Q_год= 2 592 904,84/24 895,2=104 руб/ГДж

S_т=104 руб/ГДж.

По данным технико-экономического расчёта составлена сводная табл. 13.2 технико-экономических показателей.

Таблица 13.2.

19. Безопасность объекта

В данном разделе рассматривается безопасность работы персонала при эксплуатации тепловой сети.

Объектом проектирования в данном проекте является система теплоснабжения города Санкт-Петербурга, точнее, объектов больничного комплекса в Адмиралтейском районе между наб. р. Фонтанки и Троицким проспектом.

Организация эксплуатации.

Сетевые районы располагают штатом обходчиков сетей и тепловых пунктов, ремонтным персоналом и прибористами. Для обеспечения согласованной работы всех звеньев системы теплоснабжения создается диспетчерская служба.

Для успешного выполнения своих функций диспетчерские пункты должны располагать информацией о параметрах теплоносителя и характерных точках системы теплоснабжения, находящихся на значительном расстоянии от диспетчерского пункта.

Основными объектами телеизмерения, телеконтроля и телеуправления обычно являются: теплофикационные установки ТЭЦ, сетевые насосные станции и подстанции, дренажные насосные установки, тепловых подстанции крупных тепловых потребителей, секционирующие камеры магистральных тепловых сетей.

Основным оборудованием диспетчерского пункта являются диспетчерский щит и пульт. На щите воспроизводится схема магистральных теплопроводов с положением запорных органов, соответствующим реальному состоянию сети в данный момент времени.

С помощью автоматизированных систем управления (АСУ) диспетчерские пункты выполняют многие важные задачи эксплуатации систем теплоснабжения, в том числе:

а) разработку и оптимизацию режимов регулирования и отпуска теплоты и контроль за их выполнением источниками теплоснабжения (ТЭЦ и котельными);

б) разработку и оптимизацию гидравлического и теплового режимов системы теплоснабжения и контроль за их выполнением;

в) телеконтроль и телеуправление насосными подстанциями, магистральными задвижками и блокировочными связями;

г) руководство операциями по обнаружению, локализации и ликвидации аварий и брака в тепловых сетях, на групповых и местных подстанциях;

д) контроль за локализацией и ликвидацией аварий и брака на теплоподготовительном оборудовании источников теплоснабжения.

Важными задачами являются совершенствование оборудовании и режимов его эксплуатации, разработка противоаварийных профилактических мероприятий, составление инструкций по обслуживанию тепловых сетей, насосных и тепловых подстанций, постановка учета и анализа аварий и неполадок, составление технической отчетности. Выполнением всех этих функций занимается производственно - технический отдел (служба) предприятия.

Важная роль в работе Теплосети принадлежит аварийно - восстановительной службе, задачей которой является быстрая локализация и ликвидация возможных аварий в тепловых сетях. Для этой цели служба должна быть оснащена соответствующими механизмами и машинами: аварийным транспортом, экскаваторами, бульдозерами, строчным и агрегатами, передвижными компрессорами, насосами и вентиляторами.

Оценка безопасности воздействия механических нагрузок.

Запроектированные неподвижные и промежуточные опоры (строительная часть) обеспечивают восприятие вертикальных и горизонтальных усилий от тепловых перемещений трубопроводов.

В процессе эксплуатации следует обращать внимание на состояние металлических конструкций - вовремя окрашивать железобетонные опоры - при образовании трещин произвести обследование специализированной организацией.

Учитывая, что нормативными документами срок службы тепловых сетей определен в 25 лет, после этого необходимо комплексное обследование как технологической, так и строительной частей с получением заключения о безопасности работы тепловой сети в дальнейшем.

Оценка безопасности при наличии шума.

Насосные подкачивающие станции расположены вне зоны жилой застройки, и работают без постоянного присутствия обслуживающею персонала. Шум и вибрация от работы оборудования не превышает нормативных требований.

Оценка безопасности при наличии вибрации.

Для оборудования и трубопроводов, которые в процессе эксплуатации подвергаются вибрации, следует предусматривать в проектах меры и средства по снижению вибрации и исключению возможности аварийного разрушения и разгерметизации системы.

Способы снижения и допустимые уровни вибрации, методы и средства контроля ее должны соответствовать требованиям государственных стандартов и других нормативных документов.

Трубопроводы, подверженные вибрации, а также фундаменты под опорами и эстакадами для этих трубопроводов в период эксплуатации должны тщательно осматриваться с применением приборного контроля за амплитудой и частотой вибрации службой технического надзора совместно с администрацией цеха (производства) и лицом, ответственным за безопасную эксплуатацию трубопроводов.

Выявленные при этом дефекты подлежат немедленному устранению.

Сроки осмотров в зависимости от конкретных условий и состояния трубопроводов устанавливаются технической администрацией предприятия, но не реже одного раза в 3 месяца.

Максимально допустимая амплитуда вибрации технологических трубопроводов составляет 0,2 мм при частоте вибрации не более 40 Гц.

Оценка безопасности при наличии вредных веществ.

В процессе эксплуатации тепловых сетей выбросов вредных веществ в атмосферу нет.

Оценка безопасности освещения.

В помещении насосной станции освещение должно осуществляться осветительными приборами мощностью - 220 В. в павильонах - 36 В

Оценка безопасности микроклимата.

Существенное влияние на рабочих оказывает климат на рабочих площадках. В данном проекте принято, что строительные работы производятся в теплый период. Так как в теплый период года возможны высокие температуры воздуха, при огневых и сварочных работах необходимо предусматривать вентиляторные установки.

В помещение насосных станций температура воздуха зимой предусмотрена не ниже 10°С. летом - не выше 25°С.

Насосы работают без постоянного присутствия производственного персонала, поэтому в учете влияния микроклимата на персонал нет необходимости.

Оценка электробезопасности.

Электробезопасность - система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту персонала от воздействия электрического тока.

Все трубопроводы системы теплоснабжения и металлические части производственного оборудования, которые могут вследствие повреждения изоляции оказаться под электрическим напряжением опасной величины должны быть заземлены в соответствии с требованиями "Правил устройства электроустановок".

Оценка пожарной безопасности.

Противопожарная безопасность на производстве должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.004-91 (ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.), "Правилам пожарной безопасности в РФ". Указанное оборудование и помещения должны быть оборудованы средствами пожаротушения согласно ГОСТ 12.4.00-83 (Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание).

В каждом производственном помещении на видном месте вывешиваются противопожарные правила, инструкции по пожарной безопасности, таблички с указанием категории по взрывопожароопасности и фамилии лиц, ответственных за противопожарное состояние в помещениях.

Необходимо следить за сохранностью, исправностью первичных средств пожаротушения. Сварочные работы или работы с применением открытого огня проводить только по специальному разрешению, подписанному начальником ГЦ и согласованному с пожарной охраной. На месте производства работ должны быть приспособления для тушения огня: ящики с песком, ведро с водой, огнетушители, плотное брезентовое или асбестовое покрывало.

Возникновение пожаров связано с нарушением противопожарного режима и неосторожным обращением с огнем, что может явиться следствием нарушения мер пожарной безопасности при проектировании и строительстве зданий и сооружений. Нередко причиной пожаров и взрывов бываем неправильная оценка категории взрывопожароопасности производства из-за недостаточной изученности свойств сырья, полуфабрикатов, готовой продукции, определяющих их взрыво- и пожароопасные характеристики.

Пожары, как правило, возникают в каком-либо одном месте и в дальнейшем распространяются по горючим материалам и конструкциям. Исключение составляют случаи взрывов производственного оборудования, и результате которых пожары могут возникнуть в нескольких местах.

При обнаружении пожара следует немедленно сообщить об этом на щит управления, начальнику смены ТЦ или станции или же непосредственно в пожарную часть, а затем приступить к тушению пожара, используя для этого первичные средства пожаротушения.

Оценка безопасности и персонала с помощью теплоизоляции агрегатов и трубопроводов.

Все горячие поверхности во избежание ожогов обслуживающего персонала, а также для уменьшения теплопотерь, тщательно изолированы. Расчет приведён в разделе 11.2. Полученная в результате расчета толщина тепловой изоляции трубопроводов обеспечивает безопасную работу системы теплоснабжения и минимальные потери тепла по всей длине теплотрассы.

Тепловая изоляция улучшает условия труда эксплуатационного персонала и позволяет сохранить высокие параметры теплоносителя на большом удалении от источника тепла.

Материалы для теплоизоляционных конструкций должны обладать высокими теплозащитными свойствами и низким водопоглощением. Соображения экономичности и долговечности требуют, чтобы выбор теплоизоляционных материалов производился с учетом способа прокладки и условий эксплуатации, определяемых внешней нагрузкой на изоляцию, уровнем грунтовых вод, температурой теплоносителя, гидравлическим режимом работы теплосети и др.

При прокладке теплопроводов в непроходных каналах по условиям безопасности предельная температура поверхности изоляции должна составлять 40-50°С.

Из известных в настоящее время теплоизоляционных материалов наименьший коэффициент теплопроводности имеет пенополиуретан. Широкое применение в Санкт-Петербурге и других городах нашла индустриальная конструкция бесканального теплопровода в армопенобетонной тепловой изоляции и в тепловой изоляции из фенольного поропласта. Трубы, теплоизолированные ППУ в заводских условиях, имеют качественную гидроизоляцию в виде сплошного цилиндра из полиэтилена. Заводское изготовление покрытых теплоизоляцией ППУ фасонных изделий упрощает монтаж трубопроводов, позволяет уменьшить зону отчуждения земли, благодаря возможности бесканальной прокладки, повысить скорость монтажа и ремонта.

Исходя из современных требований к теплоизоляционным материалам, к проектированию выбираем следующие виды тепловой изоляции:

1) Основной слой изоляции: пенополиуретан

2) Расчётные технические характеристики:

• средняя плотность в конструкции: с= 60+80 кг/м³

• теплопроводность теплоизоляционного материала в конструкции 150 Вт/(м° С):

2) Покровный слой: плёнка винилопластовая каландрированная ГОСТ 16398-81.

Применяемая толщина: 0,4+1 мм: группа горючести: горючая. Принимаем толщину покровного слоя равную 1 мм.

Мероприятия, повышающие уровень производственной безопасности

Перед началом строительства должны проводиться инженерные подготовительные работы, включающие мероприятия производственной санитарии. Одним из важных требований, предъявляемых к строительной площадке с санитарно-гигиенической точки зрения, является оборудование ее санитарно-бытовыми помещениями, пунктами питания, медпунктами, а также правильное расположение их в соответствии со строительным генеральным планом. На территории строительной площадки устанавливают указатели проходов и проездов; в темное время суток площадку следует обеспечивать электрическим освещением. Для защиты работающих на открытом воздухе от неблагоприятных метеорологических условий должны быть предусмотрены, помимо соответствующей спецодежды и защитных приспособлений, помещения для обогрева, тенты, палатки.

Работы в павильонах должны производиться в течение двадцати минут с таким же перерывом для отдыха на воздухе. Работать должны два человека: один работает в павильоне, а другой наблюдает за работающим.

Помещения, в которых производятся ремонтные и другого плана работы необходимо проверять на загазованность и обеспечивать необходимую вентиляцию помещения.

Обслуживающий персонал при обслуживании тепловых сетей должен иметь набор исправного инструмента, спецодежду, обувь, рукавицы, соответствующих условиям работы в горячих помещениях.

Экологическая безопасность.

При проектировании трассы тепловых сетей для населенных пунктов по архитектурным соображениям, рекомендуется применять подземную прокладку теплопроводов, независимо от качества грунта, загруженности подземных коммуникаций и стеснённости проездов.

Данным проектом предусмотрена бесканальная прокладка теплопроводов в непроходном канале.

Глубина положения тепловых сетей принимается исходя из минимального объема земляных работ и надёжного укрытия от раздавливания транспортом. В данном проекте заглубление от поверхности земли до верха перекрытия каналов принимается 0,5ч1,0 м.

В соответствии с нормативными документами, трасса тепловых сетей выбрана параллельно оси автодорог и линиям застройки.

Трасса максимально приближена к зданиям, обеспечивает надежность теплоснабжения, быструю ликвидацию возможных неполадок и аварии.

Теплотрасса прокладывается с попутным дренажем.

Оценка экологического воздействия газовых выбросов.

Тепловые сети и сооружения на них, не является источником загрязнения окружающей среды. На тепломагистрали предполагается применить безфланцевую запорную арматуру и оборудование, что исключает возможность утечек сетевой воды в местах их установки.

Газовых выбросов во время эксплуатации проектируемой тепловой сети не предусмотрено.

Оценка экологического воздействия сточных вод.

Для сточных вод, величина ПДК не нормируется, так что необходимая степень их очистки определяется только по состоянию водоема, после сброса в него сточных вод. При этом содержание ВВ должно соответствовать санитарным нормам.

Функционирование проектируемой тепловой сети не приводит к недопустимой концентрации в процессе эксплуатации токсичных и вредных для населения, ремонтно-эксплуатационного персонала и окружающей среды веществ в тоннелях, каналах, камерах, помещениях и других сооружениях, в атмосфере, с учетом способности атмосферы к самоочищению в конкретном жилом квартале, и к нарушению естественного (природного) теплового режима растительного покрова (травы, кустарников, деревьев), под которым прокладываются теплопроводы.

Оценка экологического воздействии твердых отходов.

Твердых отходов от функционирования проектируемой тепловой сети нет.

Мероприятия но снижению экологического ущерба.

При ведении работ но строительству тепломагистрали необходимо выполнять все указания СНиП "Тепловые сети. Производство работ", что позволит до минимума сократить загрязнения окружающей среды при производство строительно-монтажных работ.

При разработке генеральных планов необходимо: обеспечить безопасное расстояние от границ строящихся объектов до жилых и общественных зданий; выдержать требуемые нормами противопожарные разрывы между зданиями и сооружениями; сгруппировать в отдельные комплексы родственные по функциональному назначению или признаку взрывопожарной опасности производственные здания и сооружения; расположить здания с учетом местности и направления господствующих ветров; обеспечить территорию теплотрассы дорогами и необходимым количеством въездов.

План мероприятий по снижению ущерба для проектируемого объекта.

Выполнить решения по предотвращению постороннего вмешательства в деятельность объекта и по оповещению персонала о ЧС на период строительства и по его окончании.

Организовать места для размещения сил и резервных материальных средств для ликвидации последствий аварий на проектируемом объекте, а также решения по беспрепятственному вводу и передвижению на прилегающую территорию сил и средств ликвидации ЧС.

Заключение

Целью данного проекта является разработка системы теплоснабжения жилого квартала Красногвардейского района между ул. Ленская и пр. Косыгина города Санкт - Петербурга.

Источником теплоснабжения является Центральная ТЭЦ, абоненты квартала Красногвардейского района между ул. Ленская и пр. Косыгина города Санкт-Петербурга запитаны от ЦТП по независимой открытой схеме. В проекте принята четырехтрубная система теплоснабжения: отопление, вентиляция по двухтрубной (прямая, обратная); ГВС - по двухтрубной (прямая, рециркуляция). Было принято групповое качественное регулирование по нагрузке отопления и ГВС

В качестве теплоносителя, в соответствии со СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети», в проекте выбрана горячая вода. Применение водяного теплоносителя позволяет реализовать преимущества центрального регулирования, обеспечивает повышенную аккумулирующую способность системы теплоснабжения и снижает тепловые потери в теплопроводах. Расчетный температурный график первичного контура (от 2ПБК)- 150/75 ⁰С, вторичного контура (от ЦТП) - 130/70 °С.

В процессе разработки проекта были определены расчетные тепловые нагрузки абонентов, суммарная тепловая нагрузка составила 26,7 Гкал/ч (в том числе на отопление - 20.94 Гкал/ч, на вентиляцию - 1.6 Гкал/ч, на ГВС - 4,22 Гкал/ч.).

В соответствии с заданием в проекте был произведён подробный расчет трубопроводов тепловых сетей для квартала Красногвардейского района между ул. Ленская и пр. Косыгина города Санкт - Петербурга. Был выполнен гидравлический расчёт и построен пьезометрический график. На основании выполненных расчетов были выбраны сетевые и подпиточные насосы в ЦТП. К установке приняты следующие типы насосов:

1) Сетевые марки 1Д-200-90 - два основных и один резервный.

2) Подпиточные: марки К-100-80-160 - три основных и один резервный.

В проекте преимущественно принята подземная канальная и бесканальная прокладка тепловых сетей.

В проекте выполнены необходимые инженерные расчёты элементов трассы теплосети. Произведён прочностной расчёт трубопроводов и опор тепловых сетей, и расчёт самокомпенсации тепловых деформации трубопроводов. Компенсация тепловых удлинений трубопроводов осуществляется с использованием естественной компенсации за счет углов поворота трассы, П-образных компенсаторов при прокладке по подвалам, сильфонных компенсаторов при подземной прокладке.

В качестве неподвижных опор использованы щитовые железобетонные, в качестве подвижных - скользящие опоры.

Произведён тепловой расчёт и выбор теплоизоляции. В качестве теплозоляции принята пенополиуретан ППУ.

Разработаны мероприятия по охране труда и окружающей среды, а также предложены мероприятия по защите труб от наружной коррозии. Произведён технико-экономический расчёт, в котором были определены капитальные затраты на реконструкцию трубопроводов тепловой сети, ежегодные эксплуатационные расходы и себестоимость транспорта тепла.

В результате выполнения дипломного проекта была разработана система теплоснабжения жилого массива. Принятые в проекте инженерные решения являются обоснованными и соответствуют современным требованиям проектирования, что подтверждается технико-экономическим анализом.

Литература

1. Концепция генеральной схемы теплоснабжения Санкт-Петербурга на период до 2015 года с учетом перспективы до 2025 года СПб.:2005.

2. Соколов Е.Я. “Теплофикация и тепловые сети.“ М.: Энергия, 1982.

3. Иванов В.Д. “Оптимизация теплоснабжения предприятий ЦБП. Конспект лекций. “ Л.: ЛТА. 1988.

4. Иванов В.Д., Сыромаха П.И. “Водяные системы теплоснабжения объектов ЦБП. Учебное пособие.“ Л.: ЛГИ ЦБП. 1991.

5. Иванов В.Д., Богданов M.B., Нартов И.М. “Проектирование систем централизованного теплоснабжения. Учебное пособие.“ СПб.: СПб ГТУ РП 1993.98 с.

6. Нартов И.Н., Богданов M.B., Иванов В.Д, “Краткий справочник по проектированию централизованных систем теплоснабжения. “ Методические указания.“ СПб.: СПб ГТУ РП, СПб. 1993.

7. Иванов В.Д., Мартов И.Н. “Системы теплоснабжения промышленные предприятий: Учебное пособие.“ Л.: ЛТА, 1987.

8. Козин В.Е., Левина Т.А. и др "Теплоснабжение“: Учебное пособие для вузов. М. 1980.

9. Ширакс 3.Э. “Теплоснабжение.“ М.: Энергия, 1979.

10. Николаев Д.А. “Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей.“ М: Стройиздат.1965.

11. СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. Госстрой СССР. М.: ЦИПТ Госстроя СССР. 1988.

12. СНиП 3.05.07-85. Тепловые сети. Госстрой СССР. М.: ЦИПТ Госстроя СССР. 1988.

13. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Госстрой СССР. М.: АПП ЦИПТ Госстроя СССР. 1992.

14. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий Госстрой СССР. М.: ЦИПТ Госстроя СССР. 1986.

15. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. Госстрой СССР. М.: ЦИПТ Госстроя СССР. 1983.

16. Строительная климатология / НИИ строительной физики. Госстрой СССР. М.: ЦИПТ Госстроя СССР 1990.

17. СНиП 2.04.09-86. Расчет на прочность стальных трубопроводов. Госстрой СССР. М.: ЦИПТ Госстроя СССР. 1987.

18. СПиП 2-04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Госстрой СССР М.: ЦИПТ Госстроя СССР. 1989.

19. ГОСТ 21.605-82. Сети тепловые. (Теплотехническая часть). М.: Издательство стандартов. 1982.

20. Инструкция по защите городских подземных трубопроводов от электрохимической коррозии. М.: 1982

21. Шумов В.В. Аварийно-восстановительные работы на трубопроводах тепловых сетей. СПб. 1992.

22. Прузнер С.Л. Экономика энергетики. М,: Экономика. 1978.

23. Соколов Е.Я. Развитие теплофикации России. Теплоэнергетика". № 12, 1993. с.2-6.

24. Манюк В.И. и др. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей. М.: Стройиздат. 1987.

25. Переверзен В.А., Шумов В.В. Справочник мастера тепловых сетей. Л. Энергоатомиздат. 1987.

26. Беляйнина И.В., Виталиев В.П., Громов Н.К. и др. Водяные тепловые сети: Справочное пособие но проектированию.. и др. под редакцией Н.К.Громова и Е.П.Шубина М.: Энергоатомиздат.1988.

27. Сафонов А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям Учебное пособие для вузов, М.: Энергоатомиздат. 1985.

28. Иванов В.Д., Гладышей Н.Н., Петров А.В., Казакова Т.О. Инженерные расчеты и методы испытаний тепловых сетей Конспект лекций. СПб.: СПб ГГУ РП. 1998.

29. Инструкция по эксплуатации тепловых сетей М.: Энергия 1972.

30. Правила техники безопасности при обслуживании тепловых сетей М: Атомиздат. 1975.

31. Юренев В.Н. Теплотехнический справочник в 2-х томах М.; Энергия 1975, 1976.

32. Голубков Б.Н. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий. М.: Энергия 1979.

33. Шубин Е.П. Основные вопросы проектирования систем теплоснабжения. М.: Энергия. 1979.

34. Методические указания по составлению отчета электростанции и акционерного общества энергетики и электрификации о тепловой экономичности оборудования. РД 34.0К.552-95. CПO ОРГРЭС М: 1995.

35. Методика определения удельных расходов топлива на тепло в зависимости от параметров пара, используемого для целей теплоснабжения РД 34.09.159-96. CПО ОРГРЭС. М.: 1997

36. Методические указания по анализу изменения удельных расходов топлива на энергостанциях и в энергообъединениях. РД 34,08.559-96 СПО ОРГРЭС. М.: 1997.

37. Кутовой Г. П., Макаров А. А., Шамраев Н.Г. Создание благоприятной базы для развития российской электроэнергетики на рыночной основе "Теплоэнергетика". №11, 1997. с.2-7.

38. Бушуев В.В., Громов Б.Н., Доброхотов В.Н., Пряхин В.В., Научно- технические и организационно-экономические проблемы внедрения энергосберегающих технологий. "Теплоэнергетика". №11. 1997. с.8-15.

39. Астахов H.Л, Калимов В.Ф., Киселев Г.П. Новая редакция методических указаний по расчету показателей тепловой экономичности оборудования ТЭС. "Энергосбережение и водоподготовка". № 2, 1997, с 19-23.

Размещено на Allbest.ru