книги / Отопление и вентиляция. Отопление

диаметры, которые соответствуют максимальным допустимым скоростям пара.

Зная диаметры и расходы, определяют суммарные потери на преодоление трения и местных сопротивлений ветки трубо­ провода от самого удаленного нагревательного прибора до котла. Этому сопротивлению плюс запас давления перед при­ бором и должно соответствовать давление пара в котлах.

Диаметры конденсатопроводов определяют по расходу конденсата, пользуясь специальной таблицей, приведенной в приложении XII. Таблица составлена автором но американ­ ским данным. В связи с тем что количество протекающего конденсата соответствует теплоотдаче нагревательных при­ боров, в некоторых случаях диаметр конденсатопроводов подбирают по расходу тепла, затраченного на образование данного количества конденсата.

Воздухоотводящие трубы обычно принимают диаметром V /. Для сухих конденсатопроводов применять трубы такого диаметра (за исключением коротких веток, присоединяемых непосредственно к нагревательным приборам) нежелательно из-за их довольно быстрого «зарастания» вследствие коррозии.

В мокрых конденсатопроводах, ввиду заполнения конден­ сатом всего их сечения, явления коррозии протекают не так интенсивно.

Все данные, получаемые в процессе расчета трубопрово­ дов, заносятся в специальный бланк (табл. 38).

Приводим расчет небольшой разомкнутой системы, ис­

ходя из максимальных скоростей пара.

Пример. Требуется определить диаметры трубопроводов и необходимое давление в котле системы парового отопления низкого давления, схема которой изображена на рис. 86.

Рис. 86

Разбиваем расчетную схему отопления иа участки. Вместо количества О кг пара в 1 час, которое должно протекать по отдельным участкам, впи­ сываем в расчетный бланк н иа чертеже количество тепла Q, которое должен отдать в пропессе конденсации пар, проходящий по каждому из втих участков к нагревательным приборам. Вписав в расчетный бланк длину участков и руководствуясь максимальными допустимыми скоростями пара (табл. 37), назвачаем по номограмме приложения X диаметры паропроводов, внося в графу 5 фактические скорости, в графу 6 — сопротивление трения на 1 лог. л и в графу 9 — величину скоростного (динамического) давления.

Перемножая цифры граф 3 и 6, получаем полное сопротивление трения на участке и вписываем результат в графу 7.

Далее определяем суммы коэффициентов С местных сопротивлений на каждом участке, пользуясь таблицей приложения VII, где С=?.

Участок 6-К (d= 2'')— выход из котла, вентиль и отвод:

2 С = 1,25 + 7,0 + 0.5 = 8,75.

Участок 5-6 (d= 2") — тройник на проход:

2С = 1.

Участки 4-5, 3-4 и 2-3 (для каждого участка)

« = 1 .

до прибора / равно 6113 к/ла, а до прибора II на 249—180 = 69 н/ж3 больше

2 1 2

где 140 — потеря давления в м/л3 на 1 пог. м трубопровода, примерно со­ ответствующая максимально допустимым скоростям пара;

0.65 — доля общего сопротивления, приходящегося иа треиие;

1500 — остаточное давление перед прибором;

— множитель для перевода м/л3 в бар,

100000

/макс — дайна паропровода от котла до наиболее удаленного прибора, м.

этот диаметр уже мал, вследствие чего принимаем d = 8///.

Исходя из аналогичных соображений, назначаем диаметры всех осталь­ ных участков, записывая их в последнюю (13) графу бланка.

Определение поверхности нагрева котла, размеров конденсационного бака и подбор насоса дли перекачки конденсата в данном расчетном при­ мере не производится, так как эти элементы относятся к оборудованию котельной (см. § 32).

§ 25. ПАРОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, ЕГО ОСОБЕННОСТИ И СПЕЦИФИЧЕСКАЯ АРМАТУРА

Увеличение давления пара, применяемого для отопления зданий, имеет свои преимущества и недостатки.

Преимуществами пара высокого давления являются: воз­ можность транспортировки пара на очень далекие расстояния, возможность использования для нужд отопления пара, по­ лучаемого для производственных целей, уменьшение поверх­ ности нагрева приборов отопления, поскольку увеличению давления соответствует и повышение температуры насыщен­ ного пара.

213

поршень поднимается, вследствие чего золотник опускается, щели для прохода пара уменьшаются и давление пара снова надает. Показанные на рис. 87, б отверстия 1 и 2 в правой и левой частях служат для присоединения, манометров.

ost

Рис. 87

Подбор пружинных редукторов может быть сделан или по данным каталогов, или при помощи составленной авто­ ром номограммы (приложение XIII). Например, при пропуске 1000 кг!яас насыщенного пара и необходимости его редуци­ рования с давления 5,5 бар до давления 3,5 бар следует установить редуктор диаметром 2".

Следует иметь в виду, что при прохождении редуктора ме­ няется не только давление пара, но и его параметры. Дей­ ствительно, потери тепла корпусом редуктора невелики. По­ этому можно считать, что теплосодержание пара при прохож-

215

дении редуктора остается неизменным, а меняется только давление. Вследствие этого пар после прохождения редуктора может оказаться перегретым. Состояние пара можно легко определить, пользуясь T — S диаграммой водяного пара (см. курс термодинамики).

. Иллюстрируем сказанное примером. Состояние пара перед редуктором следующее: насыщенный пар с абсолютным дав­ лением 10 бар (10 ата) и t = 178°. В редукторе абсолютное давление пара снижается до 3 бар (3 ата). Теплосодержание пара до редуктора 1= 2750 кдж/кг (655 ккал/кг).

Находим состояние пара, соответствующее абсолютному давлению Р = 3 бар (3 ата) и / = 2750 кдж/кг (655 ккал/кг). Имеем t — 143° при температуре насыщения 132°, т. е. полу­ чили перегрев пара на 11°.

Понижение температуры пара является следствием изме­ нения его теплоемкости при изменении давления.

Как в водяной, так и в паровой системах отопления с изменением температуры труб изменяется их длина. При высоких температурах удлинения могут быть настолько зна­ чительными, что могут вызвать большие напряжения в ме­

-Рис. 88

ные компенсаторы на рис. 88, а, иногда лирообразные), или телескопическое соединение двух труб, уплотненное саль­ ником (сальниковый компенсатор, рис. 88, б).

Гнутые компенсаторы занимают довольно много места, так как во избежание скопления конденсата их можно уста­ навливать только в горизонтальном положении.

216

Сальниковые компенсаторы компактны, но за ними тре­ буется уход (перебивка сальника), и потому их можно уста­ навливать лишь в легко доступных местах.

Каждый компенсатор, помимо его диаметра, характери­ зуется величиной так называемого хода, т. е. воспринимае­ мого им удлинения. Обычно величина хода составляет 50— 100 мм. Направление изгиба компенсатора показано на рис. 88, а штрих-пунктиром.

Удлинение стальных труб Д при повышении их темпера­ туры можно определить из выражения:

где tr — максимальная температура трубопровода при его на­ гревании;

t0— минимальная температура трубопровода при его ох­ лаждении;

I — длина прямого участка трубы, м.

Из приведенной формулы следует, что при нагревании стальной трубы, в частности на 100°, 1 лог. м она удлиняется примерно на 1, 2 мм.

Различные изменения направления трубопровода, вызван­

димо.

Для того чтобы обеспечить удлинение труб в определен­ ном желательном направлении, необходимо иметь неподвиж­ ное закрепление какой-либо точки на удлиняющемся участке. Такая точка называется мертвой. При проектировании на чер­ тежах следует обязательно показывать положение мертвых точек и компенсаторов. Более подробные сведения о компен­ саторах даются в курсах теплофикации (для последней характерны большие длины прямых участков наружной сети).

При высоком давлении пара скорости 'его движения по трубопроводам весьма велики (до 100 м/сек). Образующиеся пробки попутного конденсата могут создавать очень силь­ ные гидравлические удары, а потому на вопрос удаления попутного конденсата из паропроводов приходится обращать особое внимание.

Отвод попутного конденсата при паровом отоплении вы­ сокого давления производится следующим образом (рис. 89, а). В наиболее низких точках паропровода 1, прокладываемого обычно с уклоном от 1:500 до 1:1000 в сторону движения пара, присоединяют водоотделитель 2 и водоотводчик 3, из которых конденсат выдавливается в конденсатопровод 4. Водоотделитель служит для предварительного отделения

217

(сепарации) конденсата от пара. Назначение водоотводчика — отвести воду и не пропустить пар.

Устройство водоотделителя показано на рис. 89, б. Пар, двигаясь по направлению стрелки, входит с большой ско­ ростью в полукольцевой канал 1 водоотделителя, причем

двигающийся с паром конденсат частично задерживается в канале на стенке 2, а частично отбрасывается к наружной стенке 3 и силой паровой струи сгоняется с обоих стенок к противоположной стороне прибора. Но здесь выход из цего прегражден с обоих сторон выступами 4, которые не дают возможности выйти конденсату, но не препятствуют выходу пара в паропровод. Поэтому конденсат стекает в нижнюю часть корпуса прибора, откуда поступает в водоотводчик.

2 1 8

Водоотводчики термического действия уже рассматрива­

поплавком изображен на рис. 89, в. Работает он следующим образом. Конденсат поступает в отверстие 1 и вливается в чугунный горшок 2. При подъеме уровня конденсата в горш­ ке стакан (поплавок) 3 всплывает кверху вместе с прикреп­ ленным к его дну стержнем 4, имеющим на верхнем конце золотник 5, который закрывает отверстие 6. Стержень 4 име­ ет направляющие приливы и ходит в трубе 7. При дальней­ шем притоке конденсат переливается через край стакана 3, Стакан становится тяжелее, опускается, открывая отверстие 6 и давая выход конденсату, выжимаемому давлением пара через трубу 7 и канал <9 в трубопровод 9. Как только пар выдавит из стакана 3 определенное количество воды (мень­ шее, однако, чем требуется для обнажения нижнего конца трубы 7, причем образуется водяной затвор), облегчен­ ный стакан 3 всплывает, и золотник 5 снова закрывает

из строя вследствие засорения золотника 5, который в таких случаях неплотно закрывает отверстие, их обычно снабжают обводной линией (см. рис. 79). В горшках некоторых типоа обводную линию устраивают в самом корпусе.

Конденсационный горшок с закрытым поплавком изобра­ жен на рис. 89, г. Закрытый поплавок, всплывая, открывает клапан, дающий выход конденсату; при понижении уровня конденсата клапан закрывается.

Для того чтобы временно поднять поплавок до наивыс­ шего положения, при пуске системы пользуются специаль­ ным кулачком а, который помещен ниже оси вращения кла­ пана.

Основным преимуществом горшков с закрытым поплав­ ком является возможность непрерывной подачи конденсата

219

а— поправочный коэффициент, учитывающий паузы при толчкообразной работе (а «1,25);

Руи — избыточные давления до и после горшка, бар (ати).

Наибольшую высоту подъема конденсата Н (в литрах) после прохождения горшка создаваемую давлением пара, можно определить, исходя из того, что до 60% давления пара теряется на преодоление сопротивления самого горшка:

может работать горшок, золотник в нем иногда делают двой­ ным (рис. 89, д). При нормальной работе горшка в качестве дросселя используется отверстие 1 диаметром d (рис. 89, д). При значительном повышении давления пара оно может возрасти настолько, что вес наполненного конденсатом по­ плавка окажется не в состоянии обеспечивать опускание его вниз, так как разность давлений в зонах А и Б будет слиш­ ком велика. Для уменьшения разности давлений золотник снабжают дополнительным стаканчиком 2 с отверстием диа­ метром d, значительно меньшим, чем диаметр d. При повы­ шении давления пара стаканчик остается прижатым к отвер­ стию /, и тогда отверстие диаметром dy является рабочим. При падении давления пара и опускания штока заплечик 3

220