«Повышение эффективности систем теплоснабжения с использованием в тепловых сетях трубопроводов с ППУ- изоляцией. Повышение эффективности систем теплоснабжения с использованием в тепловых сетях трубопроводов с ппу изоляцией
 Скачать 336.39 Kb.
|
|
5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ Схема прокладки тепловых сетей Схема тепловой сети определяется размещением источников теплоты (ТЭЦ или котельных) по отношению к району теплового потребления, характером тепловой нагрузки потребителей района и видом теплоносителя. Основные принципы, которым следует руководствоваться при выборе схемы тепловой сети - надежность и экономичность теплоснабжения. При выборе конфигураций тепловых сетей следует, как правило, стремиться к получению наиболее простых решений и наименьшей длины теплопроводов. Пар в качестве теплоносителя используется главным образом для технологических нагрузок промышленных предприятий. Основная нагрузка паровых сетей обычно концентрируется в сравнительно небольшом количестве узлов, которыми являются цехи промышленных предприятий. Поэтому удельная протяженность паровых сетей на единицу расчетной тепловой нагрузки, как правило, невелика. Когда по характеру технологического процесса допустимы кратковременные (до 24 часов) перерывы в подаче пара, наиболее экономичным и в то же время достаточно надежным решением служит прокладка однотрубного паропровода с конденсатопроводом. Более сложной задачей считается выбор схемы водяных тепловых сетей, поскольку их нагрузка, как правило, менее концентрирована. Водяные тепловые сети в современных городах обслуживают большое число потребителей, измеряемое нередко тысячами и даже десятками тысяч присоединенных зданий, расположенных на территориях, измеряемых часто многими десятками квадратных километров. Водяные сети менее долговечны по сравнению с паровыми, главным образом из-за большей подверженности наружной коррозии стальных трубопроводов подземных водяных сетей по сравнению с паропроводами. Кроме того, водяные тепловые сети более чувствительны к авариям из-за большей плотности теплоносителя. Аварийная уязвимость водяных тепловых сетей особенно заметно проявляется в крупных системах при зависимом присоединении отопительных установок к тепловой сети, поэтому при выборе схемы водяных тепловых сетей вопросам надежности и резервирования теплоснабжения необходимо уделить особое внимание. По надежности тепловые сети бываю: -кольцевые; -радиальные. Кольцевые сети являются более надежной т.к. потребители могут получать теплоту от двух и более источников.  Рисунок 2. Кольцевые сети. Менее надежной, но и менее дорогой схемой является радиальная или тупиковая схема.  Рисунок 3. Радиальная или тупиковая схема. Гидравлический расчет Перед выполнением гидравлического расчета составляется расчетная гидравлическая схема на которой указываются расчетные участки, их длины и расходы теплоносителя по участкам. Расчет произведен приведением специальных номограмм. Определение расходов сетевой воды Расчетный расход сетевой воды, кг/с, для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по формулам: а) на отопление:  т/ч, где Qо.р.– расчетная тепловая нагрузка отопления, кВт; τ1 и τ2 - температура воды в подающем и обратном трубопроводе, 0С; Выполняем расчеты для всех потребителей. б) на вентиляцию:  т/ч,где Qв.р.– расчетная тепловая нагрузка вентиляции, кВт Средний расход сетевой воды при параллельной схеме присоединения водоподогревателей:  т/ч,где τ1- температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома температурного графика (принять 70°С); τ3 - температура воды после параллельно включенного водоподогревателя горячего водоснабжения в точке излома графика температур, (принять равной 30°С). Суммарные расчетные расходы сетевой воды, т/ч, в двухтрубных тепловых сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по формуле:  т/ч,В практической работе к3= 1,2 для закрытых систем. Определяем суммарные расчетные расходы воды для всех потребителей. Расчетные расходы воды для всех потребителей Таблица 3
Расход теплоносителя Таблица 4
Гидравлический расчет сети Основной задачей гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов, а также потерь давления на участках тепловых сетей. По результатам гидравлических расчетов разрабатывают гидравлические режимы систем теплоснабжения, подбирают сетевые и подпиточные насосы, авторегуляторы, дроссельные устройства, оборудование тепловых пунктов. Перед выполнением гидравлического расчета разрабатывают расчетную схему тепловых сетей. На расчетной схеме проставляют номера участков (сначала по главной магистрали, а потом по ответвлениям), расходы теплоносителя в кг/с или в т/ч, длины участков в метрах. Здесь главной магистралью является наиболее протяженная и нагруженная ветвь сети от источника теплоты (точки подключения) до наиболее удаленного потребителя. При неизвестном располагаемом перепаде давления в начале теплотрассы, удельные потери давления R следует принимать: а) на участках главной магистрали 20 - 40, но не более 80 Па/м; б) на ответвлениях - по располагаемому перепаду давления, но не более 300 Па/м. Гидравлический расчет выполняют по таблицам и номограммам. Сначала выполняют расчет главной магистрали. По известным расходам, ориентируясь на рекомендованные величины удельных потерь давления R, определяют диаметры трубопроводов dнS; фактические удельные потери давления R, Па/м; а также скорость движения теплоносителя , м/с. Условный проход труб, независимо от расчетного расхода теплоносителя должен приниматься в тепловых сетях не менее 32 мм. Скорость движения воды не должна быть более 3,5 м/с. Определив диаметры трубопроводов, находят количество компенсаторов на участках и другие виды местных сопротивлений. Потери давления в местных сопротивлениях определяют по формулам. Затем определяют полные потери давления на участках главной магистрали и суммарные по всей ее длине. Далее выполняют гидравлический расчет ответвлений, увязывая потери давления в них с соответствующими частями главной магистрали (от точки деления потоков до концевых потребителей). Увязку потерь давления следует выполнять подбором диаметров трубопроводов ответвлений. Невязка не должна быть более 10 %. При невозможности полностью увязать диаметрами, излишний напор на ответвлениях должен быть погашен соплами элеваторов, дроссельными диафрагмами и авторегуляторами потребителей. При известном располагаемом давлении Рр для всей сети, а также для ответвлений, предварительно определяют ориентировочные средние удельные потери давления Rm, Па/м. Таблицы и номограммы гидравлического расчета, приведенные в литературе, составлены для эквивалентной шероховатости труб Кэ = 0.5 мм. При расчете трубопроводов с другой шероховатостью к значениям удельных потерь давления R следует принимать поправочный коэффициент . Диаметры подающего и обратного трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при совместной подаче теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение должны приниматься, как правило, одинаковыми. Примем за главную магистраль наиболее протяженную и загруженную ветвь теплосети от ИТ до КВ 6 (участки 1,2,3) и рассчитаем. По таблицам гидравлического расчета, а также на основании известных расходов теплоносителя, ориентируясь на удельные потери давления R в пределах от 30 до 80 Па/м, определим для участков 1, 2, 3 диаметры трубопроводов dнxS, мм, фактические удельные потери давления R, Па/м, скорости воды ω, м/с. По известным диаметрам на участках главной магистрали определим сумму коэффициентов местных сопротивлений и их эквивалентные длины Lэ. Так, на участке 1 имеется головная задвижка (= 0,5), тройник на проход при разделении потока (= 1,0). Количество сальниковых компенсаторов (= 0,3) на участке определим в зависимости от длины участка L и максимального допустимого расстояния между неподвижными опорами l. Для Dу= 400мм это расстояние составляет 140 метров. Следовательно, на участке 1 длиной 180 м следует предусмотреть два сальниковых компенсатора. Сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке составит: = 0,3 + 1,0 = 1,3 При Кэ= 0,0005 м эквивалентная длина lэ для = 1,0 равна 19,8 м. Эквивалентная длина участка Lэ составит: Lэ= lэ= 19,8 * 3,7 = 73 м Далее определим приведенную длину участка Lп: Lп=L + Lэ= 100 + 73 = 173 м Полные потери давления Р складываются из потерь давления на трение  и потерь давления в местных сопротивлениях Рм, Па: Р=900 + 156 = 1056 Па Потери давления на трение , Па, определяют по формуле:  9 * 100 = 900 Пагде R - удельные потери давления, Па/м, определяемые по формуле:  , Па/мгде - коэффициент гидравлического трения; d - внутренний диаметр трубопровода, м; - плотность теплоносителя, кг/м3; - скорость движения теплоносителя, м/c; L - длина трубопровода, м. Скорость теплоносителя определяется по формуле:  , м/с м/сG – м3/с Потери давления в местных сопротивлениях Рм, Па, определяют по формуле:   Пагде - сумма коэффициентов местных сопротивлений. Определим потери давления P на участке 1: P = R Lп = 9 * 173 = 1557 Па Далее приступаем к расчету ответвлений. По принципу увязки потери давления P от точки деления потоков до концевых точек (КВ) для различных ветвей системы должны быть равны между собой. Поэтому при гидравлическом расчете ответвлений необходимо стремиться к выполнению следующих условий: P5 = P2+3 ; P4 = P3 Исходя из этих условий, найдем ориентировочные удельные потери давления для ответвлений. Так, для ответвления с участками 4 и 5 получим  Па/мКоэффициент , учитывающий долю потерь давления на местные сопротивления, определим по формуле  Ориентируясь на R = 6 Па/м определим по таблицам гидравлического расчета диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости ω, потери давления Р на участках 4 и 5. Аналогично выполним расчет ответвлений 6 и 7, определив предварительно для них ориентировочные значения R.  Па/мНезависимо от результатов расчета наименьшие диаметры труб принимают: для распределительных трубопроводов – не менее 50 мм, для ответвлений к отдельным зданиям – не менее 25мм. Определим невязку потерь давления на ответвлениях. Невязка на ответвлении с участками 5 и 6 составит:  Невязка на ответвлении 9 и 10 составит:  Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений Таблица 5
Таблица 6
Подбор сетевых насосов Напор сетевых насосов  следует определять для отопительного и неотопительного периодов и принимать равным сумме потерь напора в установках на источнике теплоты  , в подающем  и обратном  трубопроводах, а также в местной системе теплопотребления  . м мΔНист=20 м; ΔНаб=15 м.; ΔНпод=ΔНобр  мΔР=ƩΔР   м/секПодобрала насос: СЭ-160-50 Подача:  м3/сНапор =50 м Частота вращения-3000об/мин Мощность- 29 кВт КПД- 73 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||