Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Środowiska

Projekt preizolowanej sieci ciepłowniczej

Wykonał: Bartłomiej Pajak gr.COWiG 1

Warszawa, 22 czerwca 2011r.

I. Opis Techniczny

Część Ogólna

1. Plan geodezyjny i trasa sieci ciepłowniczej pokazane są na rysunku nr 1.

2. Bilans mocy cieplnej i strumienia masy podano w tabeli. Całkowita moc cieplna, która musi być dostarczona do osiedla wynosi 3,48 MW.

3. Przyjęto następujące parametry obliczeniowe w projektowanej sieci ciepłowniczej:

• na cele c.o 119/59 ^oC

• na cele c.w.u. 70/35 ^oC

Najwyższy poziom wody gruntowej znajduje się poniżej najniższego punktu sieci.

Miejscem włączenia projektowanej sieci ciepłowniczej jest ciepłownia osiedlowa w Koszalinie.

Rozwiązania techniczne

1. Przebieg trasy sieci ciepłowniczej

Obliczenia oraz przebieg trasy sieci ciepłowniczej przeprowadzono wykorzystując istniejący plan sytuacyjno -geodezyjny przedstawiony na rysunku nr 1. Początek trasy sieci ciepłowniczej znajduje się w źródle ciepła. Najdłuższy przewód (sieć magistralna o długości 384,0 m) kończy się w budynku A. Sieć jest siecią dwuprzewodową prowadzoną z wykorzystaniem układów samokompensacji do 12 budynków osiedlowych. Trasa sieci przecina się siedmiokrotnie z ulicą o szerokości 8 m.

2. Posadowienie wysokościowe

Projektowana sieć ciepłownicza przebiega na wysokości 32 ÷ 35 m n.p.m.

3. Wykopy

Rurociągi należy ułożyć na 10-cio centymetrowej podsypce piaskowej i obsypać warstwą piasku grubości 10 cm o granulacji 0-8 mm. Na wierzchu osypki piaskowej ułożyć taśmę ostrzegawczą i zasypać do poziomu terenu gruntem rodzimym. Zagłębienia podane są na profilu sieci.

4. Elementy sieci ciepłowniczej

4.1 Rury

W projekcie jako rury przewodowe zastosowano rury stalowe produkowane przez firmę Logstor. Próbę ciśnieniową należy wykonać zgodnie z normą PN-77/11/34031. W projekcie wykorzystano rury o średnicach: DN 150, DN125, DN100, DN80, DN65.

4.2 Połączenia

Rury stalowe należy łączyć przez spawanie. Dla średnic do DN 100 - spawanie gazowe, dla większych elektryczne. Izolacje cieplną z pianki i rurę osłonową łączono za pomocą muf termokurczliwych. W miejscu spawów należy bardzo dokładnie oczyścić rurę z pianki poliuretanowej. Izolacje cieplną z pianki poliuretanowej i rurę osłonową z polietylenu łączyć za pomocą muf składanych, bądź zgrzewanych.

4.3 Łuki

W projekcie zastosowano łuki prefabrykowane o kącie 90⁰, R/D=4.

4.4 Odgałęzienia

Zastosowano odgałęzienia prefabrykowane o kącie 90^0..

4.5 Armatura odcinającą

W projekcie jako armaturę odcinającą zastosowana zawory kulowe.

4.6 Odwodnienie

Odwodnienia wykonano jako dolne z prefabrykowanych elementów o długości 2,0 m. Zamontowano je w studzienkach, w najniżej położonych punktach sieci.

4.7 Odpowietrzenie

Odpowietrzenie wykonano jako górne z prefabrykowanych elementów o długości 2,0 m. Zamontowano je w studzienkach, w najwyżej położonych punktach sieci.

5. Przejścia sieci ciepłowniczej pod jezdniami

Przejścia sieci ciepłowniczej pod jezdniami drogi osiedlowej należy wykonać w rurach ochronnych.

6. Przejścia sieci ciepłowniczej przez zewnętrzne ściany budynków

Przejścia sieci ciepłowniczej przez zewnętrzne ściany budynków należy wykonać jako szczelne, z zastosowaniem pierścieni uszczelniających.

II. Obliczenia

1. Sporządzenie bilansu mocy cieplnej i obliczenie strumienia masy nośnika ciepła

Bilans mocy cieplnej

Bilans mocy cieplnej dla wszystkich odbiorców sporządzono sumując zapotrzebowanie na ciepło na cele c.o. i c.w u. dla wszystkich budynków:

∑Q = n · (Q_CO + Q_CWU) = 12 · (130 + 160) = 3,48 MW

Strumień masy

Strumień masy nośnika ciepła dla każdego z budynków obliczono korzystając z zależności:

2. Obliczenie średnic i strat ciśnienia w przewodzie głównym sieci

Średnice dobrano na podstawie obliczonej wartości strumienia masy nośnika ciepła w poszczególnych działkach. Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli.

Nr działki	DN	Gc	dz/Dz	v	Lrz	Lz	Lc	R	Δp	Uwagi
	mm	kg/s	mm	m/s	m	m	m	kPa/m	kPa
MAGISTRALA
1	65	1,61	76,1/140	0,47	28	0,4	28,4	0,050	1,42	zasuwa + trójnik rozpływ + zwężka
2	80	3,22	88,9/160	0,64	42	1,4	43,4	0,075	3,26	2 łuki + trójnik rozpływ + zwężka
3	100	4,83	114,3/200	0,65	96	0,7	96,7	0,060	5,80	zasuwa + trójnik rozpływ
4	100	6,44	114,3/200	0,85	26	2,1	28,1	0,105	2,95	2 łuki + trójnik rozpływ + zwężka
5	125	8,05	168,3/250	0,69	40	0,2	40,2	0,050	2,01	trójnik rozpływ
6	125	9,66	139,7/225	0,83	22	2,1	24,1	0,075	1,81	zasuwa + łuk + trójniki rozpływ
7	125	11,27	139,7/225	0,97	106	2,7	108,7	0,100	10,87	2 łuki + trójnik rozpływ + zwężka
8	150	19,32	168,3/250	1,13	37	3,6	40,6	0,110	4,47	zasuwa + 2 łuki
								suma	32,58
ODGAŁĘZIENIE
9	65	1,61	76,1/140	0,47	17,5	3,3	22,1	0,050	1,04	zasuwa + trójnik rozpływ + zwężka
10	80	3,22	88,9/160	0,64	111	2,6	111,8	0,075	8,52	zasuwa + 3 łuki + trójnik rozpływ + zwężka
11	100	4,83	114,3/200	0,65	75,5	0,7	77,1	0,060	4,57	łuk + trójnik rozpływ
12	100	6,44	114,3/200	0,85	8	0,3	8,3	0,105	0,87	trójnik rozpływ + zwężka
13	125	8,05	139,7/225	0,69	69	8,6	77,6	0,050	3,88	zasuwa + łuk + trójnik rozpływ
								suma	18,88

3. Obliczenia i dobór elementów preizolowanej sieci

3.1 Wymiarowanie sieci - ustalenie rzeczywistych długości instalacyjnych w układach samokompensacji

Wymiarowanie sieci - rzeczywiste długości instalacyjne w układach samokompensacji przyjęto z danych producenta.

3.2 Dobór elementów - obliczanie i dobór rur giętych

Obliczenia dla rury giętej o krzywiźnie `S'

Dane:

- średnice rury

- przykrycie gruntu h = 1,02 m

- przesunięcie

Z tabeli 5.21 dla wielkości
i przykryciu gruntem, po interpolacji, odczytuje:

• projektowany kąt gięcia
  

• projektowany promień gięcia
  

• długość krzywej S = 23,84 m

Z tabeli 5.19 odczytuje max kąt gięcia
.

Z powyższych wartości wynika, że projektowany kąt nie przekracza max kat gięcia. Oznacza to ,że rura gięta w kształcie litery `S` została dobrze zaprojektowana.

4. Obliczenia do wykresu rozkładu ciśnienia

4.1 Określenie wielkości ciśnienia dyspozycyjnego w źródle ciepła

[kPa]

Δp_k = 100 kPa - strata ciśnienia w źródle ciepła,

Δp_z = 32,58 kPa - strata ciśnienia w przewodzie zasilającym,

Δp_w = 150 kPa - strata ciśnienia w węźle ciepłowniczym,

Δp_p = 32,58 kPa - strata w przewodzie powrotnym,

4.2 Obliczenie wielkości ciśnienia stabilizacji

Wartość ciśnienia stabilizacji wyznaczono z wykresu rozkładu ciśnienia w magistralnej sieci ciepłowniczej, ta wielkość wynosi:

p_stab = 449,2 kPa

4.3 Obliczenie niezbędnego ciśnienia w odgałęzieniu

Dane do obliczeń wzięto z wykresu rozkładu ciśnienia i ciśnienie to wynosi:

4.4 Wybór sposobu stabilizacji ciśnienia w układzie ciepłowniczym:

W celu stabilizacji ciśnienia w układzie ciepłowniczym wykorzystano naczynie wzbiorcze z własną poduszką powietrzną umieszczona za pompami stabilizującymi.

5. Obliczenie średnic zaworów na przewodach odwadniających:

Średnicę odwodnienia wyliczono dla największej średnicy rurociągu według następującego algorytmu:

Średnica równoważna:

Spadek równoważny:

Średnica króćca odwadniającego:

Przyjęto odwodnienie jednostronne o średnicy DN 25 mm (minimalna średnica odwodnienia).

Dla pozostałych odwodnień zastosowano odwodnienie o średnicy DN 25 mm.

6. Przyjęcie średnic zaworów na przewodach odpowietrzających:

Średnice odpowietrzeń:

• w ciepłowni: 2 zawory DN 25

• w studzience S2: 4 zawory DN 25

• w budynku nr A: 2 zawory DN 25

7. Sprawdzenie sposobu przejmowania wydłużeń s.c. na łukach (poszerzenie wykopu)

Sposób przejmowania wydłużeń sprawdzimy na przykładzie łuku o DN 80

Maksymalny poziomy nacisk gruntu oblicza się ze wzoru:

gdzie:

-ciężar właściwy gruntu obliczany jako
, gdzie

H- zagłębienie osi przewodu [m]

K_q- współczynnik nacisku gruntu

Powyższy warunek został spełniony, więc nie trzeba poszerzać wykopu ani dobierać mat kompensacyjnych.

8. Obliczenie siły działającej na wyznaczona podporę stałą

Zatem:

III. Rysunki

1. Plan sytuacyjny preizolowanej sieci ciepłowniczej (skala 1:1000)

2. Profil magistrali preizolowanej sieci ciepłowniczej (skala wysokości 1:100, skala długości 1:500)

3. Profil odgałęzienia preizolowanej sieci ciepłowniczej (skala wysokości 1:100, skala długości 1:500)

4. Schemat montażowy preizolowanej sieci ciepłowniczej z odgałęzieniem (skala 1:500)

5. Wykres rozkładu ciśnienia w magistralnej sieci ciepłowniczej (skala długości 1:1000, skala wysokości 1:200)

- 2 -

---