Теплофикация и тепловые сети. И тепловые

• Название: И тепловые
• Анкор: Теплофикация и тепловые сети
• Дата: 27.03.2022
• Размер: 2.4 Mb.
• Имя файла: Теплофикация и тепловые сети.docx
• Тип: Учебник; #420164
• страница: 35 из 101

Расход пара G, кг/с


Рис. 5.7. Номограмма для гидравлического расчета трубопроводов = 0,0002 м; р_а = 975 кг/м³; р_п = 2,45 кг/м³; d= 0,07—1,392 м; при другой плотности пара R₂ = (2,45/р₂)й|




Расход пара О, кг/с

0,00008 0,0002 0,0008 0,001 0,002 0,003 0,008 0,01 0,02 0,030,08 0,1 0,2 0,3 0,8



а)

Расход пара О, кг/с



б)

Рис. 5.8. Номограмма дли гидравлического расчета трубопроводов

а—d = 0,005—0,07 м, б—d = 0,07—1,392 м, к₃ - 0,0005 м, р_в = 975 кг/м³, р_п = 2.45 кг/м³, при другой плотности
пара й₂ ⁼ (2,45 / р₂)й|


Расход воды,кг/с


Рис. 5.9. Номограмма дли гидравлического расчета трубопроводов к_э = 0,001 м, р_в = 975 кг/м³; р_п = 2,45 кг/м³; при другой плотности пара ⁼ (2,45/р₂)Л,

ное линейное падение давления, а затем по (5.20) находят эквивалентную длину местных сопро­тивлений и по (5.25) суммарное падение давле­ния на участке.

Определение области, в которой работает трубопровод, следует проводить только при рас­чете участков с малой нагрузкой (абонентские ответвления с малым расходом теплоносителя). При расчете магистральных линий и основных ответвлений проверку расчетной области можно не выполнять, считая, что эти сети работают в квадратичной области.

3. 
   При расчете паропроводов сопоставляют полученное значение р_ср с предварительно при­нятым. При большом расхождении задаются бо­лее близкими значениями этих величин и вновь осуществляют проверочный расчет.
   

4. 
   ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГРАФИК
   

При проектировании и эксплуатации разветвленных тепловых сетей широко ис­пользуется пьезометрический график, на котором в конкретном масштабе нанесены рельеф местности, высота присоединенных зданий, напор в сети; по нему легко опреде­лить напор (давление) и располагаемый на­пор (перепад давлений) в любой точке сети и абонентских системах.

На рис. 5.10 приведены пьезометриче­ский график двухтрубной водяной системы теплоснабжения и принципиальная схема системы. За горизонтальную плоскость от­счета напоров принят уровень 1-1, имеющий горизонтальную отметку 0; //_||4 — гра­

фик напоров подающей линии сети; H_ai, Н_о4 — график напоров обратной линии се­ти; H_oi — полный напор в обратном коллек­торе источника теплоснабжения Н_и — на­пор, развиваемый сетевым насосом /; //_ст — полный напор, развиваемый подпиточным насосом, или, что то же, полный статиче-

ский напор тепловой сети; Н_к — полный на­пор в точке К на нагнетательном патрубке насоса /; 8Я_Т — потеря напора сетевой воды в теплоподготовительной установке ИГ, H_ni

• 
  полный напор в подающем коллекторе источника теплоснабжения; H_ni = Н_к- Располагаемый напор сетевой воды на кол­лекторах ТЭЦ Я, = Я_п1 - Я₀|. Напор в лю­бой точке тепловой сети, например в точке 3, обозначается следующим образом: Я_п3
  
• 
  полный напор в точке 3 подающей линии сети; Я_о3 — полный напор в точке 3 обрат­ной линии сети.
  

Если геодезическая высота оси трубо­провода над плоскостью отсчета в этой точ­ке сети равна Z₃, то пьезометрический на­пор в точке 3 подающей линии Я_п3 - Z₃, а пьезометрический напор в обратной линии Я_о3 -Z₃. Располагаемый напор в точке 3 те­пловой сети равен разности пьезометриче­ских напоров подающей и обратной линий тепловой сети или, что одно и то же, разно­сти полных напоров Я₃ = Я_п3 = Я_о3.

Располагаемый напор в тепловой сети в узле присоединения абонента Д: =

= Я_п4 - Я_о4, где Я_п4 и Я_о4 — полные напоры в подающей и обратной линиях тепловой сети в точке 4. Потеря напора в подающей линии тепловой сети на участке между ис­точником теплоснабжения и абонентом Д.

8Я{’.₄ = Я_п1-Я_п4.

Потеря напора в обратной линии на этом участке тепловой сети

8Я°₄ = Я_о4-Я_о1.

При работе сетевого насоса / (см. рис. 5.10, а) напор Я_ст, развиваемый подпи­точным насосом Я, дросселируется регуля­тором давления IV до Я_о1.

При останове сетевого насоса / в тепло­вой сети устанавливается статический напор Я_ст, развиваемый подпиточным насосом.

При гидравлическом расчете паровых сетей профиль паропровода можно не учи­тывать вследствие малой плотности пара. Падение давления на участке паропровода принимается равным разности давлений в концевых точках участка. Правильное оп­ределение потери напора, или падения дав­ления в трубопроводах, имеет первостепен­ное значение для выбора их диаметров и ор­ганизации надежного гидравлического ре­жима сети.

Для предупреждения ошибочных реше­ний следует до проведения гидравлическо­го расчета водяной тепловой сети наметить возможный уровень статических напоров, а также линии предельно допустимых макси­мальных и минимальных гидродинамиче­ских напоров в системе и, ориентируясь по ним, выбрать характер пьезометрического графика из условия, что при любом ожидае­мом режиме работы напоры в любой точке системы теплоснабжения не выходят за до­пустимые пределы. На основании технико­экономического расчета следует лишь уточнить значения потерь напора, не выхо­дя за пределы, намеченные по пьезометри­ческому графику. Такой порядок проекти­рования позволяет учесть технические и экономические особенности проектируемо­го объекта.

Основные требования к режиму давле­ний водяных тепловых сетей из условия на­дежности работы системы теплоснабжения сводятся к следующему:

1. 
   непревышение допустимых давлений в оборудовании источника, тепловой сети и абонентских установок. Допустимое из­быточное (сверх атмосферного) давление в стальных трубопроводах и арматуре теп­ловых сетей зависит от применяемого сор­тамента труб и в большинстве случаев со­ставляет 1,6—2,5 МПа;
   
2. 
   обеспечение избыточного (сверх ат­мосферного) давления во всех элементах системы теплоснабжения для предупреж­дения кавитации насосов (сетевых, подпи­точных, смесительных) и защиты системы теплоснабжения от подсоса воздуха. Невы­полнение этого требования приводит к кор­розии оборудования и нарушению цирку­ляции воды. В качестве минимального зна­чения избыточного давления принимают 0,05 МПа (5 м вод. ст.);
   
3. 
   обеспечение невскипания сетевой во­ды при гидродинамическом режиме систе­мы теплоснабжения, т.е. при циркуляции воды в системе.
   

Во всех точках системы теплоснабжения должно поддерживаться давление, превы­шающее давление насыщенного водяного пара при максимальной температуре сете­вой воды в системе.

Поскольку температура насыщения во­дяного пара при давлении 0,1 МПа равна 100 °C, то для обеспечения невскипания во­ды избыточное давление должно поддержи­ваться на тех участках системы теплоснаб­жения, где температура воды при работе системы теплоснабжения выше 100 °C. При проектировании можно не предусматривать поддержание избыточного давления, обес­печивающего невскипание воды в статиче­ском состоянии системы, т.е. при отсутст­вии циркуляции воды, так как при необхо­димости температура воды во всех точках системы теплоснабжения может быть сни­жена до 100 °C и ниже до прекращения цир­куляции в сети путем выключения подогре­ва сетевой воды на ТЭЦ. Возможность ава­рийного прекращения циркуляции в систе­ме теплоснабжения предупреждается соот­ветствующей автоматизацией насосных ус­тановок и дублированием их электропита­ния от двух независимых источников.

На пьезометрических графиках наносят­ся линии напоров для основной расчетной магистрали и характерных ответвлений как для гидродинамического режима, так и для статического состояния системы тепло­снабжения. Если гидродинамический ре­жим системы теплоснабжения сильно изме­няется в течение отопительного сезона или года, то на пьезометрический график нано­сятся линии напоров для наиболее харак­терных режимов системы. Например, при открытой системе теплоснабжения на пье­зометрических графиках обычно приводят­ся линии напоров для трех характерных ре­жимов работы системы, а именно: при от­сутствии водозабора, при максимальном отборе воды из подающей линии тепловой сети, при максимальном отборе из обратной линии тепловой сети.

При проектировании крупных систем теплоснабжения, питаемых от нескольких параллельно работающих источников теп­лоты или от нескольких параллельно рабо­тающих взаимно сблокированных магист­ралей, на пьезометрических графиках ука­зываются также линии напоров при аварий­ных ситуациях, когда отдельные секции ос­новных магистралей выключаются из рабо­ты и в работу включаются блокирующие перемычки.

Разработку пьезометрического графика начинают с гидростатического режима, ко­гда циркуляция отсутствует и система теп­лоснабжения заполнена водой с температу­рой не выше 100 °C. На основе гидростати­ческого режима из условия непревышения допустимого давления во всех элементах оборудования, включая абонентские уста­новки, проверяют возможность установле­ния обшей статической зоны для всей сис­темы теплоснабжения, т.е. возможность поддержания одного и того же статическо­го напора во всей системе, а также выявля­ют причины, препятствующие такому ре­шению.

Установление общей статической зоны для всей системы теплоснабжения упроща­ет эксплуатацию и повышает надежность теплоснабжения, поэтому такое решение является предпочтительным. Наиболее про­сто эта задача решается при независимой схеме присоединения всех отопительных установок и тепловой сети, так как в этом случае механически наиболее слабый эле­мент системы — отопительные чугунные радиаторы или отопительные бетонные па­нели гидравлически изолируются от систе­мы теплоснабжения.

При зависимой схеме присоединения отопительных установок к тепловой сети установлению общей статической зоны час­то препятствует высокий полный статиче­ский напор, определяемый из условия обес­печения избыточного давления не менее 0,05 МПа (5 м вод. ст.) в верхних точках наиболее высоко расположенных отопи­тельных установок, что вызывает недопус­тимо высокие давления в отопительных системах зданий, расположенных на низких геодезических уровнях. Это препятствие устраняется присоединением по независи­мой схеме отопительных установок зданий, создающих повышенный полный статиче­ский напор, или зданий, в которых создает­ся недопустимо высокий пьезометрический статический напор.

Другое возможное решение задачи — разделение системы теплоснабжения на от­дельные статические зоны, в каждой из ко­торых с помощью автоматических клапа­нов и подпиточных насосов поддерживает­ся заданное значение полного статического напора при прекращении циркуляции воды в системе теплоснабжения.

На рис. 5.11, а показан график статиче­ских напоров системы теплоснабжения с тремя группами отапливаемых зданий Л, В, С (рис. 5.11,6) высотой по 35 м, расположен­ных на трех разных геодезических уровнях 0; 20; 40 м.

При зависимой схеме присоединения всех отопительных установок к тепловой сети полный статический напор в системе теплоснабжения определяется условием создания пьезометрического напора около 5 м в верхних точках отопительных устано­вок С, расположенных на наиболее высо­ком геодезическом уровне, и составляет Я_ст = 40 + 35 + 5 = 80 м.

Под этим полным статическим напором, показанным на рис. 5.11, а горизонтальной линией S S, находятся все элементы систе­мы теплоснабжения.

Пьезометрический статический напор в нижних точках отопительных установок, присоединенных к водяной тепловой сети по зависимой схеме, составляет для зданий группы А: Н_А = 80 - 0 = 80 м; для зданий группы В: Н_в = 80 - 20 = 60 м; для зданий 197

Н,м

120



б)