Расчет тепловой схемы ЭлГМ на утилизации теплоты выхлопных га-зов газопоршневой электростанции Wartsila 20V34SG. ТФ-04м-19_Иванов А.С._КП_22.12.2020 (5). Проектирование тепловой сети для детского сада в г. Мурманск

• Название: Проектирование тепловой сети для детского сада в г. Мурманск
• Анкор: Расчет тепловой схемы ЭлГМ на утилизации теплоты выхлопных га-зов газопоршневой электростанции Wartsila 20V34SG
• Дата: 23.01.2022
• Размер: 1.69 Mb.
• Имя файла: ТФ-04м-19_Иванов А.С._КП_22.12.2020 (5).docx
• Тип: Курсовой проект; #339572
• страница: 7 из 17

2.7.Поверочный гидравлический расчет

Определяем действительное удельное линейное падение давления в трубопроводах стандартных диаметров в трубопроводах стандартных размеров:



где = 13,62·10^-6 – коэффициент для гидравлического расчета трубопроводов при значении абсолютной эквивалентной шероховатости
k_э = 0,0005 м;

d_{вн уч} – внутренний диаметр стандартной трубы на участке, м.



Для трубопровода горячего водоснабжения удельные линейные потери аналогично:



Определим эквивалентную длину местных сопротивлений:



где =60,7 – коэффициент для гидравлического расчета трубопроводов, при значении абсолютной эквивалентной шероховатости k_э = 0,0005 м;

– местные сопротивления на участке магистрали;

d_{вн уч} – внутренний диаметр трубы на участке, м.



Для трубопровода горячего водоснабжения удельные линейные потери аналогично:


Расчет для трубопроводов отопления.

Определяем действительное падение давления:

∆P_уч = ·2 (l_уч + l_{э уч}), Па

∆P_уч = ·2 (81,72+ 3,04) = 11947,8 Па

Определим действительное падение напора:

∆H_уч = ∆P_уч/ρ·g, м

∆H_уч =11947,8/975·9,81 = 1,25 м

Для участка от котельной до детского сада соответственно:

∆P_уч = (81,72+ 3,04) = 5973,9 Па

∆H_уч =5973,9/975·9,81 = 0,625 м

Расчет для трубопроводов горячего водоснабжения.

Определяем действительное падение давления:

∆P_уч = ·2 (l_уч + l_{э уч}), Па

∆P_уч = ·2 (81,72+ 3,145) = 529,6 Па

Определим действительное падение напора:

∆H_уч = ∆P_уч/ρ·g, м

∆H_уч =529,6/975·9,81 = 0,055 м

Для участка от котельной до детского сада соответственно:

∆P_уч = (81,72+ 3,145) = 264,8 Па

∆H_уч =264,8/(975·9,81) = 0,028 м

2.8.Пьезометрический график

Давление, выраженное в линейных единицах измерения, называется пьезометрическим напором. В системах теплоснабжения пьезометрические графики характеризуют напоры, соответствующие избыточному давлению, и они могут быть измерены обычными манометрами с последующим переводом результатов измерения в метры.

Для построения пьезометрического графика напора в тепловой сети используем найденные значения:

- потери напора на участке теплотрассы - ∆H_уч = 0,625 м;

- располагаемый напор на абонентском вводе - ∆H_потр = 15 м.

На абонентском вводе планируется установка элеваторного смешения теплоносителя. Рельеф местности плавный (перепад высот на участке теплотрассы 81 м составляет 1,65 метра).

При построении пьезометрического графика (рисунок 6.1) нужно выполнять следующие условия: [16]

1. Давление в непосредственно присоединяемых к сети абонентских системах не должно превышать допускаемого как при статическом, так и при динамическом режиме. Для радиаторов систем отопления максимальное избыточное давление должно быть не более 0,6 МПа, что соответствует примерно напору в 60 метров.

2. Максимальный напор в подающих трубопроводах ограничивается прочностью труб и всех водоподогревательных установок.

3. Напор в подающих трубопроводах, по которым перемещается вода с температурой более 100 °С, должен быть достаточным для исключения парообразования.

4. Для предупреждения кавитации напор во всасывающем патрубке сетевого насоса должен быть не меньше 5 метров.

5. В точке присоединения абонента следует обеспечить достаточный напор для создания циркуляции воды в системе. При элеваторном смешении на абонентском вводе располагаемый напор должен быть от 10 до 15 метров.

6. Уровни пьезометрических линий как при статическом, так и при динамическом режиме устанавливаем с учетом возможности присоединения абонентской системы по зависимой схеме. Статическое давление также не должно превышать допускаемого давления для элементов системы теплоснабжения. При определении статического давления возможность вскипания воды в подающем трубопроводе, как правило, можно не учитывать.

Сначала строим профиль местности по трассе теплопровода. На профиле в принятом масштабе наносим высоту здания детского сада
(7,5 метров). При построении пьезометрического графика условно принимаем, что ось трубопроводов совпадает с поверхностью земли. При подземной прокладке заглубление трубопроводов не превышает 1- 2 м. В этом случае фактический напор в трубопроводе будет больше на величину его заглубления.

Статический напор в водяной тепловой сети должен соответствовать полному напору, который должны развивать подпиточные насосы. Величина статического напора определяется по следующим условиям:

- заполнения сетевой водой системы с запасом в 3 – 5 м по отношению к высоте здания.

Н_ст ≥ Z_зд + h_зд + 5

где Z_зд – геодезическая отметка здания (принимаем равной нулю);

h_зд – геометрическая высота здания (7,5 метра).

Н_ст ≥ 7,5 + 5 = 12,5 м.

- не менее величины давления вскипания сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети:

Н_ст > Н_вск

Для стандартных температурных графиков сетевой воды давление вскипания в подающем трубопроводе Н_{вск п} составляет, при режиме тепловой сети 95/55 ^оС Н_{вск п}= 1,57 м.вод.ст (давление насыщения при 55 ^оС).

Н_ст = 40 м.

Проведем нижнюю предельную линию напора (О_м) в обратной линии теплосети из условия обеспечения в любой точке теплосети минимального давления 0,05 МПа для исключения подсоса воздуха – на 5 метров выше нулевой отметки грунта вдоль теплосети. Верхнюю предельную линию напора (О_б) определим из условия прочности трубопроводов (160 метров - максимальный напор для трубопроводов). Т.к. эта линия лежим намного выше поля построения графика, ее не показываем.

Изображаем линии располагаемого напора для потребителей теплоты.

При отсутствии точных данных для ориентировочного построения пьезометрического графика принимаем следующие величины ΔН_потр:

- при зависимой схеме присоединения систем отопления и вентиляции зданий без использования элеваторов от 6 до 10 м.вод.ст.;

- при зависимой схеме присоединения систем отопления и вентиляции зданий с использованием элеваторов от 10 до 15 м.вод.ст.

В данной работе применяем зависимую схему присоединения системы отопления и вентиляции здания детского сада с использованием элеватора, поэтому для построения графика принимаем ΔН_потр = 15 м.вод.ст.

Пьезометрическая линия обратного теплопровода должна проходить в границах предельных нижней (О_м) и верхней (О_б) линий.

Пьезометрическая линия подающей магистрали должна удовлетворять следующим условиям:

а) максимальный напор не должен превышать допустимого для труб и подогревательных установок;

б) минимальный напор не должен допускать вскипания воды.

Строим линию пьезометрического напора для подающего трубопровода тепловой сети (рис.2.6).

Натуральная отметка земли у детского сада составляет 270,83 м. Откладывая высоту детского сада, получим самую высокую точку здания на отметке: 270,83+7,5=278,33 м. Отложив по вертикали 5 м от самой высокой точки здания, строим горизонталь статического напора Нст=283,33. От ординаты точки пересечения статического напора откладываем вних потери по сети по результатам гидравдического расчета: 283,33-0,65=282,68 м - получим линию напоров в обратном трубопроводе Н₂.

Построим вертикаль располагаемого напора потребителя от точки с координатами (81,721; 283,33). Отложив 15 м вверх, получим ординату 283,33+15=298,33. Построим линию напоров в подающем трубопроводе, которая пересекает ось ординат в точке: 298,33+0,65=298,98 м.

Напор сетевых насосов на котельной составит:

ΔН_{сет.нас.}=298,98-282,68=16,3 м.

Напор подпиточных насосов на источнике определим как разницу статического напора и отметки земли:

ΔН_{подп.нас.}=283,33-272,25=11,08 м.
Проведем нижнюю предельную линию напора (О_м) в обратной линии теплосети из условия обеспечения в любой точке теплосети минимального давления 0,05 МПа для исключения кавитации в насосах и подсоса воздуха в систему – на 5 метров выше нулевой отметки грунта вдоль теплосети (О_м).

Чтобы во всех точках имелось избыточное давление, пьезометрический напор в обратном трубопроводе должен быть больше, чем высота верхней точки детского сада не менее, чем на 5 метров. При этом давление в обратном трубопроводе не должно превышать предельного давления, установленного для приборов отопления. (0,6 МПа, что соответствует напору 60 метров) . Верхнюю предельную линию (О_б) строим параллельно профилю теплосети с учетом требований по поддержанию минимального давления 0,05 МПа.

Пьезометрическая линия подающей магистрали должна удовлетворять следующим условию - минимальный напор не должен допускать вскипания воды, Н_вск = 8,45 м.вод.ст (при температуре 95 ^оС) - линия Пм проводится параллельно профилю на 8,45 м выше.

Линия Пб проводится параллельно профилю на 160 м выше, т.к. максимальное давление по условиям эксплуатации трубопроводов равно давлению гидравлических испытаний (1,6 МПа).



Рисунок 2.6 – Пьезометрический график