Гидравлический расчет водяных тепловых сетей

В задачу гидравлического расчета входит определение диаметров теплопроводов, давления в различных точках сети и потерь давления на участках. Последние устанавливают методом удельных потерь давления на трение и приведенных длин [13, с. 183-194], [14, с. 157-164]. Удельные потери давления на трение должны определяться на основании технико-экономических расчетов. В курсовом проекте, когда располагаемый перепад давления в тепловой сети не задан, удельные потери на трение в магистральных теплопроводах следует принимать в пределах 40…80 Па/м, а для ответвлении - по располагаемому давлению, но не более 300 Па/м.

При окончательном расчете, когда известны диаметры теплопроводов и местные сопротивления, падение давления в местных сопротивлениях находят по сумме коэффициентов местных сопротивлений или по суммарной эквивалентной длине местных сопротивлений

Гидравлический расчет открытой системы теплоснабжения для зимнего периода выполняют для двух режимов:

1) при отсутствии водоразбора на горячее водоснабжение, когда расчетные расходы теплоносителя, а следовательно, и потери давления в подающем и обратном теплопроводах будут равными (расчет производят только для подающего теплопровода);

2) при максимальном водоразборе на горячее водоснабжение из обратного теплопровода (расчет производят для подающего и обратного теплопроводов).

Предварительный и окончательный расчеты можно совместить. При этом расчет производят в следующей последовательности:

· выбирают на трассе тепловых сетей расчетную магистраль, как правило, наиболее протяженную и загруженную, соединяющую источник теплоты с дальними потребителями;

· разбивают тепловую сеть на расчетные участки, определяют расчетные расходы теплоносителя G и измеряют по генплану длину участков задавшись удельными потерями давления на трение (40..80 Па/м), исходя из расходов теплоносителя на участках, по таблицам или номограммам, сос­тавленным для труб с коэффициентом эквивалентной шероховатости К_э = 0.5 мм, находят диаметр теплопровода, действительные удельные потери давления на трение R и скорость движения теплоносителя, которая должна быть не более 3.5 м/с;

· определив диаметры расчетных участков тепловой сети, разрабатывают монтажную схему теплопроводов, размещая по трассе запорную арматуру, не­подвижные опоры, компенсаторы;

· по монтажной схеме устанавливают местные сопротивления на расчетных участках и находят эквивалентную длину lэ местных сопротивлений;

· приведенную длину lпр расчетного участка вычисляют как сумму

lпр =lф+lэ

· потери давления на расчетных участках тепловой сети определяют как

∆Hуч=R*lпр

· вычисляют суммарные потери давления в подающем теплопроводе рас­четной магистрали;

· ответвления и другие магистрали рассчитывают по располагаемому пере­паду давления в точке присоединения ответвлений к расчетной магистрали. При этом невязка между потерями давления в ответвлениях и располагае­мым давлением не должна превышать 15 %. Когда невозможно уравнять по­тери давления в рассчитываемых магистралях за счет изменения диаметров трубопроводов, избыточное давление гасится на абонентских вводах диафраг­мами.

Гидравлический расчет теплопроводов для летнего периода сводится к определению потерь давления на расчетных участках сети при известных диа­метрах теплопроводов по летним расчетным расходам теплоносителя.

Исходя из экономической характеристики, выбираем схему №2 и проводим окончательный гидравлический расчет этой схемы.

Результаты:

· предварительного гидравлического расчёта для схемы №1 сводится в таблицу 7.1.1, для схемы №2 – в таблицу 7.1.2;

· расчёта местных потерь давления в таблицу №7.2;

· окончательного гидравлического расчёта в таблицу №7.3.

Предварительный гидр-ий расчет по схеме №1

Невязка:

Предварительный гидр-ий расчет по схеме №2

Выбираем схему №2 с меньшей материальной характеристикой.

Невязка:

Окончательный гидравлический расчет по схеме №2

Невязка:

Устанавливаем шайбу:

8. Построение пьезометрического графика.

После выполнения гидравлического расчета водяных тепловых сетей приступают к построению графика давлений для расчетной магистрали и характерных ответвлений.

Пьезометрический график позволяет: определить напор и располагаемый напор в любой точке сети; учесть взаимное влияние рельефа местности, высоты присоединения потребителей и потерь напора в сети при разработке гидравлического режима; подобрать сетевые и подпиточные насосы.

Пьезометрический график строится для статического и динамического режимов системы теплоснабжения. При его построении за начало координат принимают отметку оси сетевых насосов. По оси ординат откладывают значения напоров в подающей и обратной магистралях тепловой сети, отметки рельефа местности высоты присоединённых потребителей; по оси абсцисс строят профиль местности и откладывают длину расчетных участков теплопровода.

После построения профиля местности и нанесения высот присоединенных потребителей начинают разработку графика напоров при гидростатическом режиме, когда циркуляция теплоносителя в тепловой сети отсутствует, и напор в сети поддерживается подпиточными насосами. При таком режиме график представляет собой прямую, параллельную оси абсцисс проходящую выше самого высокого абонента на 5 м.

После построения линии статического напора приступают к разработке графиков напоров при гидродинамическом режиме, когда циркуляция теплоносителя в тепловой сети осуществляется сетевыми насосами.

При разработке динамического режима необходимо соблюдать требования к давлению в водяных тепловых сетях:

1) напор в обратном трубопроводе тепловой сети должен быть меньше максимально допустимого

Если при зависимой схеме в СО используются чугунные радиаторы – 60 м

для стальных штампованных панелей – 80м.

2) напор в обратном трубопроводе тепловой сети должен быть больше минимально допустимого

Определяется кавитацией. Принимается 5м.

3) напор в подающем трубопроводе должен быть меньше максимально допустимого (определяется по условию прочности стальных трубопроводов и арматуры)

для тепловой сети -160м, для трубопроводов в пределах источника тепла-220-240м.

4) напор в подающем трубопроводе должен быть больше минимально допустимого

.

Определяется из условия невскипания. Условие невскипания определяют в зависимости от расчетной температуры воды. При температуре 130ºС-40м, при 150ºС – 55м.

5) Перепад давлений между подающей и обратной магистралью:

для зависимой схемы – 15 м, для независимой – 20м.

Пьезометрические графики строят для зимнего и летнего режимов, а при открытых системах теплоснабжения - дополнительно для режима максималь­ного водоразбора на горячее водоснабжение из подающей и обратной магистрали.

Потери напора в теплопроводах в летний период определяют по формуле:

,Па

Выбор схем присоединения систем отопления к тепловой сети производят исходя из графика.

При зависимых схемах систем отопления с элеваторным смешением необ­ходимо, чтобы пьезометрический напор в обратной магистрали при динамичес­ком и статическом режимах не превышал 60м, а располагаемый на вводе в зда­ние был не менее 15 м для поддержания требуемого коэффициента смешения элеватора. Если при данных условиях располагаемый напор на вводе в здание менее 15 м, в качестве смесительного устройства используют центробежный на­сос, установленный на перемычке.

Для систем отопления, у которых напор в обратной магистрали ввода теплосети при динамическом режиме превышает допустимое значение, требуется установка насоса на обратной линии ввода.

Если гидродинамический пьезометрический напор в обратной магистрали меньше требуемого по условию заполнения отопительной установки водой, т.е. меньше высоты отопительной установки, то на обратной линии абонент­ского ввода устанавливают регулятор давления "до себя" (РДДС)

При присоединении систем отопления по независимой схеме напор в об­ратной магистрали ввода теплосети в гидродинамическом и статическом режи­мах не должен превышать допустимого значения (100 м) из условия механи­ческой прочности водоподогревателей.

Обоснование выбора схем присоедине­ния различных потребителей к тепловым сетям приводится в [9, с. 155-157], |13,c.215-219], [14, с. 179-182].

Потери давления на источнике определяются по формулам:

м

м

м

м

Расчёт гидравлического пересчёта сводится в таблицу №8.1.

Таблица №8.1.

9.Подбор насосов [15,п.4.7]