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: 40 из 101

Рис. 6.3. Построение суммарной характеристики насосов а — параллельно включенных, б — последовательно включенных

где Н_пар — напор насосной группы; Sq ^ар — условное внутреннее сопротивление насос­ной группы, j™^p = j₀/h7²; 2V — суммарная объемная подача насосной группы.

Построение суммарной характеристики последовательно включенных насосов проводится путем сложения напоров при одних и тех же расходах. Например, если (рис. 6.3, б) АВ — характеристика насоса 1, a CD — характеристика насоса 2, то сум­марная характеристика обоих насосов изо­бразится кривой KL. Каждая ордината кри­вой KL равна сумме ординат кривых АВ и CD. Например, ab + ас = al.

Суммарная характеристика группы т последовательно включенных насосов, имеющих одинаковые характеристики, описывается приближенным уравнением

Ппос = «(^₀-^²)- (6.96)

Степень изменения подачи при парал­лельном включении насосов зависит от ви­да характеристики сети. Чем более пологий вид имеет характеристика сети, т.е. чем меньше s_c, тем эффективнее параллельное включение насосов. Чем круче характери­стика сети, т.е. чем больше s_c, тем меньший эффект дает параллельное включение.



Рис. 6.4, Изменение расхода воды в сети арв па­раллельном включении насосов

На рис. 6.4 приведена суммарная харак­теристика двух параллельно включенных насосов, имеющих одинаковые характери­стики: АВ — характеристика одного насоса, AD — суммарная характеристика двух на­сосов. Если характеристика сети имеет вид представленной на рисунке линией ОК, то при работе одного насоса в сеть подается объем Г, воды, а при работе двух насосов — объем У₂- Таким образом, два насоса по­дают больше воды, чем один. Если характе­ристика сети имеет вид OL, то подача воды остается одной и той же как при одном, так и при двух насосах.

При проектировании насосных устано­вок, состоящих из нескольких параллельно работающих насосов, следует выбирать все насосы с одинаковыми характеристиками, а расчетную подачу каждого из них прини­

мать равной суммарному расходу воды, де­ленному на число работающих насосов, не считая резервных.

Подача насосов при последовательном включении также зависит от вида характе­ристики сети. Чем круче характеристика се­ти, т.е. чем больше s_c, тем эффективнее по­следовательное включение.

Определение суммарной характеристи­ки сети может быть проведено как графиче­ским, так и аналитическим методом. Метод графического сложения характеристик уча­стков сети аналогичен графическому сум­мированию характеристик насосов. Практи­чески более удобно проводить суммирова­ние характеристик участков сети аналити­чески. При этом пользуются следующим правилом, вытекающим из квадратичной зависимости между потерей давления и рас­ходом воды: суммарное сопротивление рав­но арифметической сумме сопротивлений, последовательно включенных участков.

Пусть (рис. 6.5, a) ip j₂ и j₃ — сопротив­ления трех последовательных участков сети. Суммарное сопротивление этих участков

5 = 5] +5₂ +5₃. (6.10)

Если участки соединены параллельно, то для суммирования характеристик удобно пользоваться другим гидравлическим пока­зателем — проводимостью, под которой по­нимается величина, обратная корню квад­ратному из сопротивления:

а = 1 / = ГД/Др . (6.11 а)

Пусть (рис. 6.5, б) а_}, а₂, а₃ — проводи­мости трех параллельно соединенных уча-

I И 1 1 12 1

а)

7) у

стков сети. Суммарная проводимость этих участков равна их арифметической сумме

а = a_t + а₂ + а₃. (6.116)

Таким образом, суммирование характе­ристик участков тепловой сети выполняется по следующему правилу: при последователь­ном соединении складываются сопротивле­ния, при параллельном — проводимости.

Приведенный на рис. 6.3 метод построе­ния суммарной характеристики параллель­но работающих насосов справедлив только в том случае, когда эти насосы расположе­ны в одном и том же узле, т.е. подключены к одним и тем же подающим и обратным коллекторам. Если же параллельно рабо­тающие насосы расположены в разных уз­лах системы теплоснабжения, то для по­строения их суммарной характеристики не­обходимо предварительно привести харак­теристики этих насосов или насосных уста­новок к одному общему узлу.

Метод приведения характеристик насо­сов к заданному узлу системы заключается в алгебраическом сложении напоров насо­сов с потерей напора в линии, соединяющей иасос с заданным узлом.

На рис. 6.6, а показана схема тепловой се­ти с двумя параллельно работающими насос­ными установками А и Б, подающими воду в район теплоснабжения, условно показан­ный в виде одного потребителя теплоты П.

От насоса А вода поступает в район теп­лоснабжения по участку магистральной те­пловой сети С. Для построения суммарной характеристики двух насосных установок необходимо предварительно привести ха­рактеристику насоса А из узла 1-1, где он установлен, в узел 2-2, где установлен насос Б. Такое приведение показано на рис. 6.6, б и в. На приведенной характеристике насоса А₂ напоры при любом расходе воды равны разности действительных напоров, разви­ваемых этим насосом, описываемых харак­теристикой Яр и потери напора в сети на участке С.



Рис. 6.6. Построение гидравлической характери­стики системы с насосными установками, вклю­ченными в разных узлах

а — принципиальная схема; б — приведение характе­ристики насоса А к узлу 2-2; в — определение расхо­дов воды и напоров при параллельной работе насосов

После приведения характеристик насо­сов А и Б к одному и тому же общему узлу 2-2 они складываются по обычному методу сложения характеристик параллельно работающих насосов, приведенному на рис. 6.3, я. На рис. 6.6, в показаны приве­денная характеристика насоса А (Л₂), харак­теристика насоса Б, их суммарная характе­ристика (А₂ + Б) и характеристика системы потребителя П. Как видно из рисунка, при работе только одного насоса Б напор в узле 2-2 равен Hg, расход воды Kg. При подклю­чении второго насоса А напор в узле 2-2 воз­растает до Н > Н'ъ, а суммарный расход во­ды насосной установки увеличивается до У> Kg. Однако непосредственная подача насоса Б уменьшается при этом до Kg < И,-

На рис. 6.7 приведены характеристики насосов I и II, их суммарная характеристика (/+//) и характеристика сети П, на которую они работают.

При работе только одного насоса / на сеть //развиваемый напор равен //, и пода­ча воды в сеть К,. Аналогично при работе



Рис. 6.7. Параллельная работа двух насосов I и II на общую систему 77

одного насоса // на сеть П развиваемый на­пор равен Н₂ и подача воды К₂. При одно­временной работе обоих насосов на сеть П развиваемый напор равен Н, а подача воды в сеть равна К При этом подача каждого из насосов при их параллельной работе мень­ше, чем при раздельной работе на ту же сеть. Так, при параллельной работе подача насоса / V" < К,, а подача насоса // К₂ < К₂.

Характеристику сети П при параллель­ной работе двух насосов можно условно представить как суммарную характеристику двух параллельно включенных сетей П1 и ПИ. Сопротивление каждой сети и больше суммарного сопротивления у сети /7.

Сопротивление сети П1 У] =

> Н/К² = у; сопротивление сети ПН s_n =

2 2 2

= ///(ф ₂ К ) > Н/ К = у, где ф — долевые расходы потоков; ф) = V”! К; ф₂ = К₂ / К

Из приведенных соотношений следу­ет, что

У|Ф j ^пФг HI К ⁼ у.

Это уравнение можно представить так­же в другом виде:

у₁ = у/ф^;у_п = у/ф₂; у„ = у/ф^. (6.12) 221

Таким образом, при одновременном по­ступлении в систему нескольких потоков воды гидравлическое сопротивление, испы­тываемое каждым потоком, равно сопро­тивлению системы, деленному на квадрат долевого расхода данного потока.

2. 
   ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ЗАКРЫТЫХ СИСТЕМ
   

Одно из важных условий нормальной работы систем теплоснабжения заключает­ся в обеспечении в тепловой сети перед групповыми или местными тепловыми пунктами (ГТП или МТП) располагаемых напоров, достаточных для подачи в або­нентские установки расходов воды, соот­ветствующих их тепловой нагрузке.

Задача расчета гидравлического режима сети заключается в определении расходов сетевой воды у абонентов и на отдельных участках сети, а также давлений (напоров) и располагаемых перепадов давлений (на­поров) в узловых точках сети, на групповых и местных тепловых пунктах (абонентских вводах) при заданном режиме работы сети.

Заданными обычно являются схема теп­ловой сети, сопротивления s всех ее участ­ков, давления (напоры) на подающем и об­ратном коллекторах ТЭЦ или располагае­мый перепад давлений(напоров) на коллек­торах ТЭЦ и давление (напор) в нейтраль­ной точке сети. При наличии на абонент­ских вводах авторегуляторов известны так­же расходы сетевой воды у абонентов, по­скольку эти расходы поддерживаются с по­мощью авторегуляторов на заданном уров­не. В этом случае по известным расходам сетевой воды у абонентов находят расходы воды на всех участках тепловой сети, а за­тем потери давления (напора) на всех участ­ках сети по (6.3) и (6.4) и строят пьезомет­рический график, по которому определяют давления (напоры) в узловых точках тепло­вой сети и на абонентских вводах.

При отсутствии в ГТП или на МТП авто­регуляторов расход сетевой воды у абонен- 222

6—г—	i	5	i i
1	2	3	4 5
	а)
I п	III	IV	V
ф I1	>2 <	>3 <	>4 о

6)

Рис. 6.8. Схема тепловой сети а — однолинейное изображение; б — двухлинейное изображение

тов заранее неизвестен и определение их является одной из основных задач расчета гидравлического режима тепловой сети. Для решения этой задачи необходимо знать кроме сопротивлений всех участков тепло­вой сети также и сопротивления всех МТП и абонентских установок. Рассмотрим ме­тод расчета расхода воды у абонентов теп­ловой сети при отсутствии авторегуляторов на абонентских вводах.

На рис. 6.8 приведена схема тепловой сети в однолинейном и двухлинейном изо­бражениях. Примем следующую систему обозначений. Нумерация участков сети и абонентов начинается от станции. Участ­ки магистрали нумеруются римскими циф­рами, а ответвления к абонентам и абонен­ты — арабскими.

Суммарный расход воды в сети обозна­чим буквой Г без индекса. Расход воды че­рез абонентскую систему — буквой Г с ин­дексом, равным номеру абонента. Напри­мер, V_m — расход воды через абонентскую систему т.

Относительный расход воды через або­нентскую систему, т.е. отношение расхода через абонентскую систему к суммарному

расходу воды в сети, обозначим V с индек­сом. Например, относительный расход во­ды у абонента V_m = И /И.

Расход воды у абонента / может быть найден из уравнения

^=*1./ (6.13)

где 5] — сопротивление абонентской уста­новки /, включая ответвление; s,_₅ — со­


D Е К L М N


противление тепловой сети со всеми от­ветвлениями и абонентскими системами от абонента 1 до абонента 5 включительно.

Из (6.13)


ф |а |с <|>/