Гидравлический расчет тепловой сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Компенсатор - устройство, позволяющее воспринимать и компенсировать перемещения, температурные деформации, вибрации, смещения.

Применение компенсаторов на различных типах устройств обусловлено необходимостью избежать, стабилизировать, либо свести к минимуму возникновение нежелательных факторов, возникающих в результате воздействия окружающей или проводимой среды, а также в результате работы самого устройства. Такими факторами могут быть напряжения в металле, опорах трубопровода и пр.

Сальниковые компенсаторы предназначены для компенсации температурных деформаций трубопроводов водяных и паровых теплосетей, с параметрами воды и пара: рабочем давлении до 2,5 МПа (25 кгс/см 2), температуре воды до 200?С, температуре пара до 300?С. Сальниковые компенсаторы односторонние изготавливаются для условных проходов Ду от 100 до 1400 мм, а сальниковые компенсаторы двухсторонние - для Ду от 100 до 800 мм. Сальниковые компенсаторы применяются при строительстве тепловых сетей в районах с расчетной температурой наружного воздуха не ниже минус 40?С. Компенсирующая способность компенсаторов сальниковых варьируется в зависимости от условного прохода: от 200 до 450 мм - для односторонних компенсаторов и от 400 до 800 мм для двухсторонних компенсаторов.

Сальниковые компенсаторы изготавливаются по серии 4.903-10 выпуск 7 и по серии 5.903-13 выпуск 4.

Компенсаторы сальниковые. Основным предназначением сальниковых компенсаторов является сглаживание эффекта действия температур, и недопущение возможной деформации трубопровода от воздействия на него посторонних факторов. Основной сферой применения данного вида конструкций являются трубопроводы тепловых сетей для пара и воды. Возможность поддержки значительных температурных показателей и существенную разницу давления.

Рис. 1. Односторонний сварной сальниковый компенсатор: 1 - нажимной фланец; 2 - грундбукса; 3 - сальниковая набивка; 4 - контрбукса; 5 - стакан; 6 - корпус; 7 - переход диаметров. Компенсирующая способность его составляет 250-400 мм

По своей структуре данный компенсатор представляет собой два патрубка, один из которых вставлен в другой. Принцип такого соединения напоминает стандартный телескоп. Название напрямую связано с историей их возникновения, являясь одним из самых старых способов достигнуть герметичности и создать компенсаторные функции. Первоначально в зазор между трубами набивалась стандартная пакля, смазываемая салом для создания эффекта герметичности, благодаря чему возник термин сальника. В зазоре между этими патрубками предусмотрено уплотнение в виде сальников с грундбуксой.

Главным преимуществом данной конструкции является сравнительно простое устройство, сравнительно небольшие размеры и достаточно высокую способность компенсирующего действия. Основным недостатком является сложность установки абсолютной герметизации в месте расположения сальника, из-за чего их применение в технологических трубопроводах встречается чрезвычайно редко, а в случае использование горючих и токсических жидкостей для транспортировки по трубам, вообще является неприемлемой. сальниковый компенсатор тепловая напор

Среди других проблемных мест у сальникового компенсатора следует причислить необходимость в системном наблюдении и тщательном уходе в процессе всего периода эксплуатации. При интенсивном использовании системы, значительных нагрузках и температурных перепадах возникает быстрый износ сальников, что в свою очередь приводит к разгерметизации.

Основными местами применения сальниковый компенсаторов являются трубопроводы обеспечивающие тепло- и водо- обеспечение, а также в других случаях исключая горючие жидкости. Благодаря своим компактным габаритам они легко могут размещаться в проходных тоннелях и камерах. Материалом для изготовления данной конструкции, как правило, является нержавеющая сталь, имеющая повышенные показатели надежности. Используемый сальник может быть одно- и двухсторонний, в зависимости от необходимости используемых нагрузок.

Компенсатор сальниковый односторонний - одна из наиболее распространенных моделей, которую используют для компенсации продольного расширения в трубопроводах теплотрасс. Компенсатор сальниковый односторонний применяют в сетях с водой или паром.

Перемена температур в нашей стране негативно сказывается не только на здоровье, но и функционировании оборудования. Особенно это касается магистральных трубопроводов большой длины. Чтобы избежать деформации труб применяется сальниковый компенсатор. Сальниковый компенсатор представляет собой устройство, состоящие из двух труб различного диаметра, которые вставлены друг в друга. Для герметизации применяется сальниковая набивка, получившая большую популярность в промышленном оборудовании. Принцип работы достаточно прост - при изменении температуры для компенсации теплового расширения трубы труба меньшего диаметра входит в трубу большего. При этом сальниковая набивка не дает возможности утечки жидкости или газа, протекающего по трубе. В многокилометровых магистральных линиях не обойтись без подобного дополнительного оборудования, так как коэффициент расширения на больших расстояниях достаточно велик. Существует два основных вида компенсаторов - одно и двусторонний, разница между которыми только в особенностях конструкции и максимальных расстояниях магистрали, и использовании нескольких типов сальниковой набивки.

1. Компенсатор №1 для трубопровода тепловой сети

Изобретение относится к компенсационным устройствам для трубопроводов. Компенсатор содержит эластичную трубу 1 с армирующим включением 17 и уплотнительными отбортовками 2 и 3. Снаружи эластичной трубы 1 с радиальным зазором установлены ограничительные втулки 4 и 5. Армирующее включение 17 расположено в средней части эластичной трубы 1 и выполнено в виде расположенных вдоль эластичной трубы с зазорами относительно друг друга кольцевых элементов. Технический результат: увеличение долговечности эластичной трубы и уменьшение длины компенсатора. 2 ил.

Рис. 2. Компенсатор осевых деформаций

Изобретение относится к оборудованию трубопроводного транспорта и может быть использовано в качестве компенсационного соединения трубопроводов различного назначения.

Известен компенсатор осевых деформаций, включающий эластичную неметаллическую трубу с уплотнительными отбортовками и наружные ограничительные втулки, установленные телескопически по отношению друг к другу. В тело трубы включена армирующая пружина (RU 2083907, F16L, 51/02, 1997).

Недостатком компенсатора является телескопическое расположение наружных втулок, что снижает компенсирующую способность устройства, а также сложность конструкции эластичной трубы с заделанной в ее тело пружиной.

Известен компенсатор (прототип), содержащий эластичную трубу с армирующим включением и уплотнительными отбортовками, установленные снаружи эластичной трубы с радиальным зазором ограничительные втулки, при этом длина эластичной трубы превышает суммарную длину наружных ограничительных втулок, а армирующее включение размещено на части эластичной трубы, свободной от опоры на наружные ограничительные втулки (RU 2285856 C1, F16L 51/02, 2005).

Однако недостатками компенсатора-прототипа являются возможность разрушения эластичной трубы тонкими торцевыми кромками армирующего включения, выполненного в виде сплошной цилиндрической втулки, при радиальных и осевых деформациях трубопровода, неполное использование длины эластичной трубы при осевых и радиальных деформациях трубопровода из-за встроенного в среднюю часть эластичной трубы жесткого армирующего включения, что связано не только с увеличением длины компенсатора, но и с увеличенными поперечными деформациями трубы с большими радиусами ее изгиба по краям, а также с возможностью нарушения целостности трубы также за счет взаимодействия материала трубы с торцевыми кромками армирующего включения.

Техническим результатом изобретения является повышение долговечности эластичной трубы и уменьшение ее длины и длины компенсатора.

Технический результат достигается тем, что в компенсаторе, содержащем эластичную трубу с армирующим включением и уплотнительными отбортовками, установленные снаружи эластичной трубы с радиальным зазором ограничительные втулки с превышением длины эластичной трубы суммарной длины наружных ограничительных втулок и расположением армирующего включения на части эластичной трубы, свободной от опоры на наружные ограничительные втулки, согласно изобретению армирующее включение выполнено в виде расположенных вдоль эластичной трубы с зазорами относительно друг друга кольцевых элементов.

Компенсатор представлен на фиг.1 - вид сбоку, на фиг.2 - эластичная труба с размещенными в ее стенках элементами армирующего включения.

Компенсатор содержит эластичную трубу 1 с уплотнительными отбортовками 2 и 3. Снаружи эластичной трубы 1 установлены ограничительные втулки 4 и 5, образующие с наружной поверхностью эластичной трубы 1 радиальный компенсационный зазор. Противолежащие торцевые кромки 6 и 7 ограничительных втулок 4 и 5 скруглены наружу. Ограничительные втулки 4 и 5 снабжены присоединительными фланцами 8 и 9, прижимающими уплотнительные отбортовки 2 и 3 эластичной трубы 1 к присоединительным фланцам 10 и 11 соединяемых трубопроводов 12 и 13. Плотность фланцевых соединений обеспечивается крепежными приспособлениями 14. Длина эластичной трубы 1 превышает суммарную длину наружных ограничительных втулок 4 и 5 на величину осевого компенсационного зазора 15, образующегося между противолежащими кромками 6 и 7 ограничительных втулок 4 и 5. Средний участок эластичной трубы 1 ужесточен с помощью армирующего включения, выполненного в виде расположенных вдоль эластичной трубы 1 с зазорами 16 относительно друг друга кольцевых элементов 17.

Компенсатор действует следующим образом. При эксплуатации трубопроводной системы относительные осевые, радиальные и угловые перемещения соединенных трубопроводов 12 и 13, а также отклонения, связанные с неточностью изготовления и монтажа элементов трубопровода, компенсируются за счет соответствующей осевой и радиальной деформации неармированных участков эластичной трубы 1, а также за счет таких же, но несколько меньших по величине деформаций среднего участка эластичной трубы 1. Последнее обеспечивается за счет возможности осевого растяжения и изгиба среднего участка эластичной трубы 1, поскольку армирующее включение выполнено из отдельных отстоящих друг от друга кольцевых элементов 17. Ограничительные втулки 4 и 5 выполняют при этом функции направляющих и защитных элементов.

Участок эластичной трубы 1 с армирующим включением в виде кольцевых элементов 17 за счет достаточной радиальной жесткости, определяемой величинами зазоров 16 между элементами 17, не выпучивается в компенсационный зазор 15 и не подвергается дополнительному износу. В то же время за счет возможности ограниченного прогиба центрального армированного участка эластичной трубы 1 в радиальном направлении при достаточно значительных величинах деформаций ее крайних участков существенно снижается вероятность нарушения целостности материала эластичной трубы 1 в зонах контакта ее материала с армирующими элементами 17. За счет включения в компенсационный процесс среднего участка эластичной трубы 1 появляется также возможность уменьшения длины эластичной трубы 1 и ограничительных втулок 4 и 5 со снижением их материалоемкости и стоимости.

Отличительные признаки изобретения позволяют увеличить долговечность эластичной трубы и уменьшить длину компенсатора.

Формула изобретения. Компенсатор, содержащий эластичную трубу с армирующим включением и уплотнительными отбортовками, установленные снаружи эластичной трубы с радиальным зазором ограничительные втулки с превышением длины эластичной трубы суммарной длины наружных ограничительных втулок и расположением армирующего включения на части эластичной трубы, свободной от опоры на наружные ограничительные втулки, отличающийся тем, что армирующее включение выполнено в виде расположенных вдоль эластичной трубы с зазорами друг относительно друга кольцевых элементов.