Dx=aDtL_x, мм,

      Dy=aDtL_y, мм,

где a - коэффициент линейного расширения, мм/(м×К); Dt - расчетная разность температур, °С; L_x - расстояние между неподвижными опорами в направлении оси х, м; L_y - то же, в направлении оси у, м.

      Допускаемые продольные изгибающие компенсационные  напряжения можно принимать (не производя расчета на прочность) при теплоносителе воде с температурой до 250 °С:

       =78,4 МПа.

      Для расчета на самокомпенсацию тепловых удлинений плоских участков с  Г и Z-образной конфигурацией пользуются упрощенными формулами и построенным по ним номограммами.

      Формулы для схем Г и Z составлены без учета предварительной растяжки трубопровода. Допускаемое компенсационное напряжение принято для трубопроводов водяных сетей при I < 250 °С =78,4 МПа.

      Расчет  самокомпенсации тепловых удлинений  приведен ниже.

      Формулы для определения всех расчетных  коэффициентов данной схемы приведены  ниже.

Силы  упругой деформации в заделке  короткого плеча определяются по формулам:

       , Н;

       , Н.

      Продольное  изгибающее компенсационное напряжение в заделке короткого плеча  определяется по формуле:

       , МПа

      Вспомогательные коэффициенты определяются по формулам:

       ;

       ;

       .

      Определим значения вспомогательных величин  для D_н=159 мм и S=4,5 мм: =15,3 Н×м³/К; =0,374742 МПа×м/К. Результаты расчета сведены в таблицу 7. 

      Таблица 7

 

      Из  таблицы видно, что продольное компенсирующее напряжение в заделке короткого плеча по всем участкам сети не превышает допустимого значения =78,4 МПа, следовательно, установки компенсирующих устройств не требуется.

      Проверочный расчет

      Суммарное падение давления в трубопроводах  складывается из линейных падений и падений в местных сопротивлениях:

      Dр =Dр_л +Dр_м, Па,

      где Dр_л – линейное падение давления, Па;

      Dр_м – падение давления в местных сопротивлениях, Па.

      Линейное  падение давления пропорционально  длине трубопроводов и определяется по формуле

       

      l - коэффициент трения;

      g - плотность теплоносителя, кг/м³;

      d – внутренний диаметр трубы, м;

      G_р – расчетный расход теплоносителя, т/ч.

      В технике теплоснабжения, как правило, имеет место турбулентное движение теплоносителя,. Трубы применяются  стальные (шероховатые). Скорость воды обычно больше 0,5 м/с. При этих условиях тепловые сети работают в квадратичной области, в которой Re>Re_пр, где Re_пр -  значение критерия Рейнольдса, соответствующее границе между переходной и квадратичной зоной.

      Коэффициент трения в квадратичной области зависит  только от относительной шероховатости  труб k/d и определяется по формуле профессора Шифринсона

       ,

      к – абсолютная шероховатость внутренней поверхности труб, м;

      d – внутренний диаметр трубы, м.

      Значение  абсолютной шероховатости труб для  гидравлического расчета водяных  сетей принимается равным к=0,5 мм.

       0,264

       Па/м.

      Dр_л=90×322,2=28998 Па.  

      При разработке проектного задания, когда  еще нет данных о характеристике и количестве местных сопротивлений, местные падения давления Ар_м определяются по формуле:

      Dр_м=R_lal, Па,

где a - доля эквивалентной длины местных сопротивлений от линейной длины, для водопроводов диаметром 150 мм a= 0,3.

      Dр_м=90×0,3×322,2=8700 Па; Dр=28998 + 8700 = 37698 Па.

      Расстояние  между скользящими опорами для  труб Æ159x4,5 мм принимается 6 м.

      Пьезометрический график водяной тепловой сети изображен на рис. 3. Из пьезометрического графика видно, что располагаемый напор сетевых насосов должен составлять не менее 10,5 м. вод. ст. Установленные в цехе сетевые насосы СЭ 320-50 обеспечивают требуемый напор. Установка подпиточных насосов не требуется, т.к. подпитка котельной осуществляется из существующей системы теплоснабжения ДОКа.

 

11. Электрическая часть

11.1. Схема управления  двигателем сетевого  насоса.

     Управление  двигателем осуществляется в соответствии со  «Схемой управления двигателя сетевого насоса».

     Двигатель запитан от КРУ 6кВ. Для того, чтобы  подать питание в схему управления включаем автомат SF1, загорится зеленая лампа HLG1. Реле KBS1 срабатывает и замыкает свои нормально разомкнутые контакты 5-6,  8-7 и размыкаем нормально замкнутые контакты 3-4.

     Включаем  автомат SF2, подаем питание на обмотки двигателя заводки включающих пружин – двигатель взводит включающие пружины до срабатывания концевых выключателей ( нормально разомкнутые контакты SQM1 замыкаются, нормально замкнутые – размыкаются ).

     Включаем  выключатель Q1, подаем питание на обмотки двигателя насоса.

     Замыкаются  нормально разомкнутые блок-контакты Q1, размыкаются нормально замкнутые контакты Q1. Зеленая лампа HLG1 – погаснет, красная лампа HLR1 – загорится.

     Для включения двигателя с пульта оператора необходимо повернуть  ключ SA1 в положение «В» (включено), подается питание на реле КСС1, реле срабатывает, замыкает свои нормально разомкнутые контакты 7-8, 9-10, размыкает нормально замкнутые контакты 1-2. Через контакты 7-8 подается питание на электромагнит включения УАС1. УАС1 срабатывает, происходит включение двигателя насоса. Реле KQQ1 срабатывает при замыкании контактов реле КСС1 9-10, замыкаются контакты KQQ1 9-7, 10-8.

     Отключение  электродвигателя насоса производится с пульта оператора поворотом ключа SA1 в положение «О» (отключено), подается напряжение на реле КСТ1, реле срабатывает, замыкая нормально разомкнутые контакты 7-8, 9-10, размыкая нормально замкнутые контакты 1-2.

     При замыкании контактов 7-8 подается питание на электромагнит отключения УАТ1. УАТ1 срабатывает, двигатель отключается. Реле KQQ1 срабатывает, замыкает свои контакты 6-8, 5-7, размыкает свои контакты 10-8, 9-7.

     В схеме управления двигателем предусмотрено  автоматическое включение резерва в случае выхода из строя рабочего насоса, автоматическое включение резерва в случае падения давления в общем напорном трубопроводе, предусмотрены защиты двигателя, реле защиты от минимального напряжения, дуговая защита, токовая отсечка, защита от перегрузки, защита от однофазных замыканий на землю.

     В основе действия защиты от перегрузки, токовой отсечки, защиты от однофазных замыканий на землю, лежит принцип  срабатывания токового реле РТ – 40/20.

     Обмотка реле включена в цепь со вторичной  обмоткой трансформатора ТА, первичная обмотка которого подключена к фазе параллельно.

     При увеличении тока при перегрузке, однофазном замыкании на землю, ток во вторичной  обмотке трансформатора увеличивается. Увеличение тока за уставку тока реле приводит к срабатыванию токового реле.

     Рассмотрим, например, как работает токовая защита. Отключение может произойти при  срабатывании реле КА1 ( произошло увеличение тока за уставку). Реле КА1 срабатывает  замыкая свои контакты 1-3, что приводит к срабатыванию промежуточного реле KL1, контакты которого выведены в цепи отключения двигателя. Отключение двигателя происходит по цепи : контакты KL1 7-9, через блок – контакты Q1, через электромагнит УАТ1, размыкая силовые контакты. Двигатель остановлен. Действие других защит аналогично рассмотренной.

     Рассмотрим  схему автоматического включения  резерва. Контакты из схемы автоматического  включения резерва заведены в  цепь включения.

     Выбор рабочих насосов производится ключами  SAC1, SAC2, SAC3, из расчета один резервный, два – рабочих. Для того, чтобы в случае необходимости произошло включение резервного насоса, ключ SAB1 должен находиться в положении «Б» (блокировка). Схемой автоматического включения резерва предусмотрено включение резервного насоса при понижении давления от электроконтактного манометра (ЭКМ).