энергоэффективные технологии. Диплом 2014 новый. Обоснование необходимости реконструкции

• Название: Обоснование необходимости реконструкции
• Анкор: энергоэффективные технологии
• Дата: 05.03.2023
• Размер: 4.17 Mb.
• Имя файла: Диплом 2014 новый.doc
• Тип: Документы; #969937
• страница: 19 из 24

11. Гидравлический расчет тепловых сетей и разработка гидравлического режима

Для выполнения гидравлического расчёта тепловых сетей приняты следующие условные обозначения:

	− Потери давления на участке трубопровода,	м.вод.ст
	− Потери давления на трение (линейные потери),	м.вод.ст
	− Потери давления в местных сопротивлениях,	м.вод.ст
	− Удельные потери давления на трение (удельные линейные потери),
	− Приведённая длина трубопровода,	м
	− Длина участка трубопровода по плану,	м
	− Эквивалентная длина местных сопротивлений,	м
	− Скорость теплоносителя,	м/с
	− Средняя плотность теплоносителя на рассчитываемом участке трубопровода,	кг/м3
	− Ускорение свободно падающего тела,	м/с2
	− Наружный диаметр трубы,	мм
	− Толщина стенки трубы,	мм
	− Внутренний диаметр трубы,	м
	− Коэффициент гидравлического сопротивления трения,	-
	− Расчётный расход теплоносителя на рассчитываемом участке,	т/ч
	− Эквивалентная шероховатость трубы,	мм
	− Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке,	-

Основной задачей гидравлического расчёта является определение диаметров трубопроводов, а также потерь давления на участках тепловых сетей при заданном расходе теплоносителя. По результатам гидравлических расчётов разрабатывают гидравлические режимы систем теплоснабжения, подбирают сетевые и подпиточные насосы, дроссельные устройства, оборудование тепловых пунктов.

Теплоснабжение зданий осуществляется по четырёхтрубной схеме.

Параметры теплоносителя:

• 
  на отопление и вентиляцию Т1=95ᵒС, Т2=70ᵒС при расчётной температуре наружного воздуха _{ }, давление в подающем трубопроводе предварительно принято Р1=55м.вод.ст.,
  
• 
  на систему ГВС Т3=65ᵒС, давление в подающем трубопроводе принято Р3=50м.вод.ст.
  

Для системы отопления и вентиляции при подземной прокладке труб диаметром 150мм и более приняты стальные трубы в изоляции из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке, снабжённые системой дистанционного контроля влажности изоляции [17], при диаметре менее 150мм приняты гибкие полимерные трубы с применением теплоизоляционного слоя из вспененного полиуретана и защитной гофрированной полиэтиленовой оболочки [14]. При прокладке по зданию − стальные трубы с технологией изоляции по месту.

Для системы ГВС при подземной прокладке трубопроводов диаметром 100мм и более приняты трубы из нержавеющей стали в ППУ изоляции, при подземной прокладке труб, диаметром менее 100мм − гибкие полимерные трубы в изоляции ППУ. При прокладки по зданию для ГВС приняты жесткие полипропиленовые трубы, а также трубы из нержавеющей стали с технологией изоляции по месту.

Эквивалентная шероховатость внутренней поверхности стальных труб принята для тепловой сети _{ }, для сети горячего водоснабжения _{ } [7. − п.8.4], полимерных труб − _{ } [14,18].

Предварительный гидравлический расчёт выполнен по таблицам и номограммам [5. − рис.9.6, 9.7, табл.9.11], [14]. По известным зимним расчётным расходам теплоносителя, ориентируясь на рекомендуемые величины скорости теплоносителя и удельных линейных потерь давления, определены диаметры трубопроводов. Независимо от расхода теплоносителя наименьший условный диаметр трубопроводов отопления принят: для распределительных сетей 40мм, для ответвлений к отдельным зданиям 32мм [5. − п.9.1]; условный проход циркуляционных трубопроводов сетей горячего водоснабжения − не менее 25мм [7. − 8.6]. Удельные потери давления на трение для магистральных трубопроводов приняты не более 8мм.вод.ст/м, для ответвлений к отдельным зданиям − не более 15мм.вод.ст/м. Скорость теплоносителя не превышает 1,5м/с. Расчётные гидравлические схемы представлены в Приложении 6. Поверочный гидравлический расчёт выполнен в расчётно-программном комплексе Zulu Thermo и представлен в таблицах Приложения 7. При разработке чертежей рабочего проекта тепловых сетей, границей проектирования являются первые фланцы задвижек подающего и обратного трубопроводов в индивидуальном тепловом пункте потребителя (ИТП).

Потеря давления на участке трубопровода, м.вод.ст. определяется по формуле:

_{ }.

Удельная потеря давления на трение, м.вод.ст/м:



Скорость теплоносителя, м/с:



Коэффициент гидравлического сопротивления трения определяется по формуле Прандтля-Никурадзе:



Приведённая длина трубопровода, м:



Эквивалентная длина местных сопротивлений, м:



Ввиду отсутствия точных данных о характере и количестве местных сопротивлений на трубопроводе , величину эквивалентной длины местных сопротивлений принимаем в количестве 30% от длины участка по плану.

Гидравлический режим тепловых сетей определяет давление в подающих и обратных трубопроводах, располагаемые напоры на выводах тепловой сети у источника теплоты и на тепловых пунктах потребителей, давление во всасывающих патрубках сетевых и подпиточных насосов, требуемые напоры источника теплоты.

Разработанный гидравлический режим отвечает требованиям, предъявленным в [3], [7]:

1. 
   Статическое давление в системе теплоснабжения
   

• 
  обеспечивает залив местных систем теплопотребления водой (статическая высота системы самого высокого здания 18м);
  
• 
  не превышает допустимого в оборудовании источника теплоты (Pмакс=1,6МПа), тепловых сетей (Pмакс=1,0МПа) и оборудования систем теплопотребления, непосредственно присоединённых к тепловой сети (для чугунных радиаторов Pмакс=0,6МПа, для стальных нагревательных приборов Pмакс=1,0МПа).
  

2. 
   Давление в обратной линии тепловой сети
   

• 
  выше не менее чем на 5м.вод.ст статического давления систем отопления для обеспечения их заполнения;
  
• 
  не превышает допустимого в оборудовании источника теплоты, тепловых сетей и оборудования систем теплопотребления, непосредственно присоединённых к тепловой сети по условиям их прочности;
  
• 
  во избежание подсоса воздуха более 5м.вод.ст.
  

3. 
   Давление воды в подающей линии при работе сетевых насосов
   

• 
  избыточное, выше давления вскипания воды при её максимальной температуре в любой точке подающего трубопровода, в оборудовании источника теплоты и в приборах систем теплопотребления, непосредственно присоединённых к тепловой сети;
  
• 
  не превышает допустимого в оборудовании источника теплоты, тепловых сетей и оборудования систем теплопотребления, непосредственно присоединённых к тепловой сети по условиям их прочности.
  

4. 
   Перепад давлений на тепловом пункте достаточен для преодоления гидравлического сопротивления местных систем теплопотребления с учётом потерь давления в дроссельных диафрагмах (запас располагаемого напора на вводе потребителя для дальнейшей регулировке тепловой сети.
   

Для учёта всех предъявленных требований, взаимного влияния рельефа местности, высоты абонентских систем, потерь давления в тепловой сети построены пьезометрические графики, представленные в Приложении 8.

Для стабилизации разработанного гидравлического режима, поглощения избыточных напоров на тепловых пунктах требуется установить на вводах потребителей постоянные сопротивления − дроссельные шайбы, согласно представленному ниже наладочному расчёту.

Диаметр отверстия для дроссельной шайбы, мм определяется по формуле:



где G − расчётный расход воды через дроссельную шайбу, т/ч;

∆Н − дросселируемый в диафрагме напор, м. Находится как разность между располагаемым напором перед системой теплопотребления и гидравлическим сопротивлением системы. Во избежание засорения не следует устанавливать дроссельную шайбу с диаметром отверстия менее 3,0мм.

Расчёт дроссельных шайб выполнен для располагаемого напора на выходе из источника 15м.вод.ст. (данный напор выставляется балансировочными кранами на обратном трубопроводе в котельной), с запасом располагаемого напора на вводе потребителя 5м.вод.ст. Для более качественной наладки системы теплопотребления, избыточный располагаемый напор гасить балансировочными кранами, ориентируясь на температуру обратной сетевой воды [19].

Расчёт дроссельных шайб на циркуляционных трубопроводах потребителей ГВС выполнен на период минимального водоразбора, когда циркуляционный расход максимален. Расход воды на ГВС в часы минимального водоразбора принят 10% от среднечасового. Давление Р3 на выходе из источника выставить в частотном регулировании насоса равным 4,0 кг/см².

Режим работы теплоисточника представлен в Таблицах 9,10. Расчёт дроссельных диафрагм − в Приложении 9.

Таблица 9. Режим работы теплоисточника (ЦО)

Расчётный располагаемый напор на выходе из источника Р1-Р2, м.вод.ст	Давление в подающем трубопроводе Р1, м.вод.ст.	Давление в обратном трубопроводе Р2, м.вод.ст.	Расчётная нагрузка отопления и вентиляции, QОВ,* Гкал/час 	Температура в подающем трубопроводе Т1, ᵒС	Температура в обратном трубопроводе Т2, ᵒС	Суммарный расход сетевой воды, GОВ, т/час 	Расход на компенсацию утечек из тепловой сети, GУТ, т/час 
15	45	30	3,977	95	70	159,4	0,4

* Учтён расход на компенсацию тепловых потерь в тепловых сетях 2,5%.

Таблица 10. Режим работы теплоисточника (ЦО)

Расчётный располагаемый напор на выходе из источника Р3-Р4, м.вод.ст	Давление в подающем трубопроводе Р3, м.вод.ст.	Давление в циркуляционном трубопроводе Р4, м.вод.ст.	Расчётная нагрузка отопления и вентиляции, QГ, Гкал/час 	Температура в подающем трубопроводе Т3, ᵒС	Температура в циркуляционном трубопроводе Т4, ᵒС	Расход сетевой воды на открытые системы ГВС,GГ, т/час 	Суммарный расход сетевой воды в подающем трубопроводе, GЗ, т/час 	Суммарный расход сетевой воды в циркуляционном трубопроводе, G4, т/час	Расход на компенсацию утечек из сети ГВС, GуТ, т/час 
15	45	30	0,174	65	50	0,29	1,69	1,39	0,30

* Суммарный расход сетевой воды на открытые системы ГВС в период минимального водоразбора принят 10% от среднечасового.

Расход сетевой воды на ГВС, а также расход воды в циркуляционном трубопроводе приняты с учётом расхода на компенсацию тепловых потерь в сетях ГВС 2,5% без учёта коэффициента резерва мощности.