Сальниковые и гнутые компенсаторы и их расчет

Билет №1

Научно-технические проблемы теплофикации и централизованного теплоснабжения

Как известно, российское теплоснабжающее хозяйство многие десятилетия развивалось по пути создания средних и крупных систем централизованного теплоснабжения. В таких системах обычно энергоисточник и магистральные тепловые сети принадлежали одним ведомствам, пиковые и параллельно работающие энергоисточники - другим, распределительные тепловые сети и центральные тепловые пункты - третьим, квартальные тепловые сети четвертым, а абоненты - всем ведомствам. В результате уровень организации строительства и особенно эксплуатации, обеспечения текущих и капитальных ремонтов, снабжения материалами и оборудованием, и в конечном итоге, качество и сроки готовности отдельных звеньев систем к очередному отопительному сезону существенно отличались. Такое положение уже в своей сути содержит повышенную вероятность тех или иных отказов.

Энергооборудование и теплопроводы вовремя не заменялись и сейчас в своем большинстве, отработав свой технический ресурс, на 60-85 % изношены физически и морально. Объемы технического перевооружения из-за недостатка капиталовложений не всегда предусматривали внедрение новых энергосберегающих технологий. Теплоизоляция трубопроводов тепловых сетей, выполненная, как правило, из не-кондиционных, некачественных материалов, почти повсеместно частично или полностью пришла в негодность. В результате тепловые потери в 2-5 раз превышают проектные. Актуальнейшие задачи энергосбережения и энергоиспользования в теплоснабжающем хозяйстве решались разрозненно, бессистемно.

Выход из создавшегося положения в условиях развивающихся рыночных отношений может быть найден в соответствующей времени перестройке организационной структуры теплоснабжающего хозяйства. Основой перестройки (реструктуризации) должно стать создание на базе действующих источников тепла и тепловых сетей от них акционерных обществ (АО) — юридически самостоятельных или дочерних предприятий муниципалитетов, промышленных предприятий и АО-энерго. Характерной особенностью этой реструктуризации существующей разобщенной структуры СЦТ является то, что в большинстве случаев речь пойдет о слиянии, сосредоточении всех звеньев СЦТ в едином АО с соответствующей оптимизацией управления. Вероятнее всего получат распространение три типа АО:

АО СЦТ, объединяющие все три звена относительно небольших СЦТ: источник тепла-тепловая сеть-

Потребитель;

АО ИТ, эксплуатирующие только источник тепла, работающий на договорной основе совместно с другими АО ИТ на общие тепловые сети;

АО ТС, эксплуатирующие крупные СЦТ с разветвленными тепловыми сетями и единым диспетчерским пунктом, управляющим совместной работой нескольких присоединенных к системе источников тепла: АО ТС + АО ИТ.

Реструктуризация позволит:

Объединить производство и транспорт тепла непосредственно до потребителей тепла, исключить посредников, и обеспечить надежную монетаризацию расчетов;

Упростить управление СЦТ;

Обеспечить синхронное развитие всех звеньев СЦТ;

Создать условия для привлечения капиталов в теплоснабжающее хозяйство, снизить неопределенность бизнеса для потенциальных инвесторов;

Реализовать с помощью инвесторов программу широкого внедрения энергосберегающих мероприятий, снизить в результате себестоимость тепла и попутно вырабатываемой при комбинированной выработке электроэнергии;

Внедрить гибкое ценовое регулирование сообразно местным условиям; повысить ответственность, качество теплоснабжения и в целом социальный авторитет городского теплоэнергетического комплекса;

Обеспечить проведение научной и технической политики, обновление технологий и оборудования, стимулирование инновационного процесса.

Сальниковые и гнутые компенсаторы и их расчет

Втепловых сетях в настоящее время наиболее широко применяются сальниковые, П-образные,а в последнее время и сильфонные компенсаторы. Кроме специальных компенсаторов используют для компенсации и естественные углы поворотов теплотрассы – самокомпенсацию. Компенсаторы должны иметь достаточную компенсирующую способность для восприятия температурного удлинения участка трубопровода между неподвижными опорами, при этом максимальные напряжения в радиальных компенсаторах не должны превышать допускаемых (обычно 110 МПа). Необходимо также определить реакцию компенсатора, используемую при расчетах нагрузок на неподвижные опоры.

Тепловое удлинение расчетного участка трубопровода l , мм, определяют по формуле: l =αl t

где α – средний коэффициент линейного расширения стали, мм/(м · °С) (для типовых расчетов можно принятьα = 1,2 · 10¯2 мм/(м · °С);

t – расчетный перепад температур, определяемый по формуле: t =τ1−t0

где τ1 – расчетная температура теплоносителя, °С;

t0 – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С;

l – расстояние между неподвижными опорами, м. Компенсирующую способность сальниковых компенсаторов.

Реакция сальникового компенсатора – сила трения в сальниковой набивке Rк – определяется по формуле: Rк= 2Pрlсdн.сμсπ

где Pр – рабочее давление теплоносителя, МПа;

lс – длина слоя набивки по оси сальникового компенсатора, мм;

dн.с – наружный диаметр патрубка сальникового компенсатора,

м;μс – коэффициент трения набивки о металл, принимается равным 0,15.

Осевая реакция сильфонных компенсаторов Rс.к определяется по формуле

Rc.к = Rж + Rр

где Rж – осевая реакция, возникающая вследствие жесткости осевого хода, определяется по формуле: Rж =Сλ λ

где Сλ – жесткость волны, Н/мм, принимаемая по паспорту компенсатора;

λ – амплитуда осевого хода, мм;

Rр – осевая реакция от внутреннего давления, определяемая по формуле:

Rр =ϕ π (Dс2 − dT2 )Pизб

где ϕ – коэффициент, зависящий от геометрических размеров и толщины стенки волны, равный в среднем 0,5–0,6;

Dс и dT – соответственно диаметры волн сильфона и трубы, м;Pизб – избыточное давление теплоносителя, Па.

Максимальная длина участка Lm , на котором устанавливается один сильфонный компенсатор, определяется по формуле:

m= 0,9 2λ

α(τ1− tо)

где α – коэффициент линейного расширения стали, мм/(м · °С); τ1– максимальная расчетная температура теплоносителя, °С;

to – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления обеспеченностью 0,92.