Построение графика центрального качественного регулирования по отопительной нагрузке

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 6Следующая ⇒

Температурные графики выражают зависимость необходимых температур воды в тепловых сетях от тепловой нагрузки и от тем- пературы наружного воздуха.

Уравнения для построения температурных графиков:

для подающей магистрали

, °С; (3.1)

для обратной магистрали

, °С; (3.2)

где – расчетная температура воздуха внутри помещения [2, 3, 4];

, °С – температурный напор в нагревательных приборах отопительной системы ( = 95 °С;
= 70 °С);

, °С – температурный перепад в тепловой сети;

,°C – температурный перепад в отопительной системе;

– относительная тепловая нагрузка;

t_н, t_но – текущая наружная температура воздуха и расчетная температура наружного воздуха по отоплению, °С.

Задаваясь различными значениями t_н в пределах от +8°до t_но (интервал 5°С), определяют τ_1,0 и τ_2,0 и строят график температур воды в тепловой сети (рис. 3.1). Поскольку температура воды для горячего водоснабжения должна быть 60...65°С, то минимальная температура воды в подающей магистрали должна быть 70° для закрытых систем теплоснабжения. Поэтому отопительный график срезается на уровне 70° и носит название отопительно-бытового. Температура наружного воздуха , при которой график имеет излом, делит его на две части.

Рис. 3.1. График температур воды вподающей и обратной магистрали при центральном регулировании по отопительной нагрузке

В правой части от осуществляется качественное регулирование отпуска теплоты, в левой части от +8°до – местное регулирование (пропусками).

4. Определение расчетных расходов сетевой воды

Расчетные расходы сетевой воды определяются отдельно для каждого вида нагрузки.

Расчетный расход сетевой воды на отопление, кг/с:

(4.1)

где τ_п, τ_о – температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при температуре t_н.о, °С; с – теплоемкость воды, кДж/кг·К.

Расчетный расход сетевой воды на вентиляцию, кг/с:

(4.2)

где , – температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при температуре t_нв (кроме зданий В, Г, Д, Е, Н, П, для которых расчетные расходы сетевой воды рассчитываются при температуре t_но), °С.

Расчетный расход сетевой воды на горячее водоснабжение, кг/с:

(4.3)

где , – температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах при температуре t_ни, °С.

Все значения τ определяются из графика центрального регулирования отпуска теплоты.

Определенные по вышеизложенным формулам расчетные расходы сетевой воды для каждого здания сводятся в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Расчетные расходы сетевой воды

Обозначение здания	G_от, кг/с	G_в, кг/с	G_г.в, кг/с	ΣG_i, кг/с

ΣG_j, кг/с

Для построения графиков расходов сетевой воды, кроме расчетных, т. е. максимальных, по тем же формулам определяются другие характерные значения расходов сетевой воды:

– для отопления при t_н = +8 °С, т. е. при температуре, соответствующей началу отопительного сезона (при этом необходимо учесть, что в зданиях, имеющих внутренние тепловыделения, начало отопительного сезона происходит при более низкой температуре);

– для вентиляции – также при t_н = +8 °С. Кроме того, необходимо определить часовой расход сетевой воды на вентиляцию при t_н_._о, но т. к. без дополнительных данных о характеристиках калориферов, кратности обмена воздуха это сделать невозможно, то следует принять величину G_в на 15 % ниже расчетной (для зданий В, Г, Д, Е, Н, П равна расчетной);

– для горячего водоснабжения – при температуре t_н.о.

Графики расходов сетевой воды строятся для каждого вида нагрузки по всем зданиям, а также строится суммарный график расходов сетевой воды по всем видам нагрузки. На оси абсцисс откладываются температуры наружного воздуха от +18 °С до t_н.о со всеми характерными точками, на оси ординат – значения расходов сетевой воды.

5. Гидравлический расчет тепловой сети

Общие сведения

Основной задачей гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов, а также потерь давления на участках тепловых сетей. Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения выполняется для подающего теплопровода, принимая диаметр обратного теплопровода и падение давления в нем таким же, как и в подающем.

Перед выполнением гидравлического расчета разрабатывают расчетную схему тепловых сетей. На ней проставляют номера участков (сначала по главной магистрали, а потом по ответвлениям), расходы теплоносителя (кг/с или т/ч), длины участков (м). Здесь главной магистралью является наиболее протяженная и нагруженная ветвь сети от источника теплоты (точки подключения) до наиболее удаленного потребителя.

Расчет состоит из двух этапов: предварительного и проверочного.

Сначала выполняют расчет главной магистрали. По известным расходам, ориентируясь на рекомендованные величины удельных потерь давления R_л, определяют диаметры трубопроводов d_н х S, фактические удельные потери давления , Па/м, а также скорость движения теплоносителя W, 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. Затем определяют потери давления в местных сопротивлениях, 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 %. Если такая увязка невозможна, то излишний напор на ответвлениях должен быть погашен соплами элеваторов, дроссельными диафрагмами и авторегуляторами.

На основе имеющихся материалов гидравлических испытаний тепловых сетей и водопроводов в СНиП 2.04.07-86 [3] рекомендуются следующие значения абсолютной эквивалентной шероховатости k_э, м, для гидравлического расчета тепловых сетей:

Паропроводы..................... 0,002

Водяные сети..................... 0,005

Конденсатопроводы.......... 0,001

Предварительный расчет

При известном располагаемом давлении Δр для всей сети, а также для ответвлений предварительно определяют ориентировочные средние удельные потери давления R_л, Па/м:

, (5.1)

где Δр – располагаемый перепад давления, Па; Σl – суммарная протяженность расчетной ветви (ответвления), м; α – коэффи-циент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях:

где G – расход теплоносителя на участке, кг/с.

В данной курсовой работе при неизвестном располагаемом перепаде давления в начале и конце теплотрассы удельные потери давления R_л в тепловых сетях могут быть приняты согласно рекомендациям [3]:

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.

Диаметр трубопровода, м:

, (5.2)

где – коэффициент, определяется по приложению 5; G – расход теплоносителя на участке, кг/с.

Проверочный расчет

По полученным значениям выбирается ближайший стандартный диаметр трубопровода для каждого участка [2, Приложение 11]. Диаметр труб независимо от расчетного расхода воды должен приниматься не менее 32 мм. Затем рассчитывается скорость движения теплоносителя, которая не должна превышать 3,5 м/с.

После установления диаметров теплопроводов производится разработка монтажной схемы, которая заключается в расстановке на трассе тепловых сетей неподвижных опор, компенсаторов и запорнорегулирующей арматуры. На участках между узловыми камерами, т. е. камерами в узлах ответвлений, размещают неподвижные опоры, расстояние между которыми зависит от диаметра теплопровода, типа компенсатора и способа прокладки тепловых сетей (Приложение 8). В каждой узловой камере устанавливают неподвижную опору. На участке между двумя неподвижными опорами предусматривают компенсатор. Повороты трассы теплосети под углом 90–130° используют для самокомпенсации температурных удлинений, а в местах поворотов под углом более 130° устанавливаются неподвижные опоры. Неподвижные опоры располагают на теплопроводах большего диаметра, запорную арматуру устанавливают на всех ответвлениях и на магистральных участках через одно-два ответвления. В камерах на ответвлениях к отдельным зданиям при диаметре ответвлений до 50 мм и длине до 30 м запорную арматуру допускается не устанавливать. При этом должна предусматриваться арматура, обеспечивающая отключение группы зданий с суммарной тепловой нагрузкой до 0,6 МВт.

Действительное линейное удельное падение давления, Па/м:

, (5.3)

где – коэффициент, определяется по приложению 5.

Определяется эквивалентная длина местных сопротивлений, м:

, (5.4)

где A_l – коэффициент, определяется по приложению 5; Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений, установленных на участке (Приложение 6).

Определяются потери давления на участке, Па:

. (5.5)

После расчета главной магистрали приступают к расчету ответвлений. По принципу увязки потери давления Δр от точки деления потоков до концевых точек для различных ветвей системы должны быть равны между собой.

Рассмотрим расчет ответвлений на примере. Схема тепловой сети изображена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Расчетная схема тепловой сети

Согласно вышесказанному необходимо стремиться к выполне-нию следующих условий:

Δр₍₄₊₅₎ = Δр₍₂₊₃₎; Δр₆ =Δр₅; Δр₇ =Δр₃.

В соответствии с этими условиями находятся ориентировочные удельные потери давления для ответвлений по формуле (5.1). Например, для ответвления с участками 4 и 5 получим:

По полученному значению находят диаметры трубопроводов, действительные удельные потери давления, скорости теплоносителя, потери давления на участках 4 и 5 (по формулам (5.2) – (5.5)).

Затем определяется невязка потерь давления на ответвлениях, которая должна лежать в пределах 10%. Например, для ответвления с участками 4 и 5 невязка составит:

После определения потерь давления на каждом участке теплосети рассчитывают напоры в подающем Н_ni и обратном Н_oi трубопроводах, а также располагаемый напор Н_рi, в конце каждого участка:

Н_ni = Н_n₍_i_-1) – Δp_i; (5.6)

Н_о_i = Н_о(_i_-1) – Δp_i; (5.7)

Н_р_i = Н_ni – Н_о_i, (5.8)

где Н_n₍_i_-1), Н_о(_i_-1), – напоры в подающем и обратном трубопроводах в начале данного участка, м вод. ст.; Δp_i – потеря давления на i-м участке, м вод. ст.

Результаты гидравлического расчета заносятся в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Номер участка	G, кг/с	l, м	l_э, м	d_нxS, мм	W, м/с	R΄_л, Па/м	Δp, Па (м вод. ст.)	Н_n, м вод. ст.	Н_о, м вод. ст.	H_p, м вод. ст.

6. Построение пьезометрического графика

После выполнения гидравлического расчета водяных тепловых сетей приступают к построению графика давлений для расчетной магистрали и характерных ответвлений. Напор, отсчитанный от оси прокладки теплопровода, называется пьезометрическим, а график давлений – пьезометрическим графиком.

Пьезометрический график позволяет: определить напоры в подающем и обратном трубопроводах, а также располагаемый напор в любой точке тепловой сети; с учетом рельефа местности, располагаемого напора и высоты зданий выбрать схемы присоединения потребителей; подобрать авторегуляторы, сопла элеваторов, дроссельные устройства для местных систем теплопотребления; подобрать сетевые и подпиточные насосы.

Пьезометрические графики строятся для гидростатического и гидродинамического режимов системы теплоснабжения. За начало координат принимают низшую отметку горизонталей рельефа местности (Приложение 1). В принятых масштабах изображается рельеф местности вдоль теплотрассы и высоты присоединенных зданий (Приложение 2). Строят линию статического напора, величина которого должна быть выше местных систем теплопотребления не менее чем на 5 м, обеспечивая их защиту от «оголения», и в то же время должна быть менее на 10 м (или более) величины максимального рабочего напора для местных систем.

Величина максимального рабочего напора местных систем теплопотребления составляет: для систем отопления со сталь-ными нагревательными приборами и для калориферов – 80 м; для систем отопления с чугунными радиаторами – 60 м; для независимых схем присоединения с поверхностными теплообменниками – 100 м.

Гидростатический напор в системах теплоснабжения при теплоносителе воде должен определяться для температуры сетевой воды, равной 100 °С.

Затем приступают к построению графиков напоров для гидродинамического режима. По оси ординат вначале откладывают разность между низшей отметкой рельефа местности и отметкой оси теплопровода в камере подключения промпредприятия к магистральным сетям, затем величины начального и конечного напоров теплосети в этой камере (Н_n и Н_о). После этого строятся графики напоров подающей и обратной линий тепловой сети на основании данных табл. 5.1.

Под пьезометрическим графиком располагают спрямленную однолинейную схему теплотрассы с ответвлениями, указывают номера и длины участков, диаметры трубопроводов, расходы теплоносителя, располагаемые напоры в узловых точках.

7. Выбор схем присоединений зданий к тепловой сети

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

Требуется обосновать выбор схемы присоединения каждого здания. При выборе схемы присоединения необходимо учитывать пьезометрические характеристики, а также возможность и целесообразность местного количественного регулирования теплоснабжения всех подключенных абонентов.

8. Гидравлический расчет паропровода

Задачей гидравлического расчета паропроводов является определение диаметров трубопроводов и потерь давления по участкам, исходя из расхода пара, располагаемого перепада давления (разности давления в начале Р_н и конце Р_к паропровода) с учетом изменения плотности пара вследствие падения давления и изменения температуры пара за счет потерь теплоты в окружающую среду.

Для гидравлического расчета разрабатывается расчетная и монтажная схема паропроводов по аналогии со схемами тепловой сети (см. п. 5).

Расчет состоит из предварительного и проверочного.

Предварительный расчет

В предварительном расчете считают, что потери давления по длине паропровода происходят равномерно. Тогда среднее удельное падение давления находят по формуле, Па/м:

, (8.1)

где Р_н, Р_к – давление пара в начале и в конце паропровода (Приложение 4), Па; Σl – длина паропровода (от камеры подключения до самого отдаленного потребителя), м; α_ср – средний коэффициент местных потерь давления.

Для паропровода, состоящего из участков с различными расходами пара, определяется:

α_ср = Σ(α_i·l_i)/Σl, (8.2)

где α_i, l_i – коэффициент местных потерь давления и длина участка;

, (8.3)

где z – коэффициент, принимаемый для паровых сетей равным 0,05...0,1; G – расход пара на рассматриваемом участке, т/ч.

Ориентировочное падение давления пара на участке, Па:

. (8.4)

Давление пара в конце расчетного участка, Па:

P_к_i = P_н_i – ΔP_i, (8.5)

Гидравлический расчет паропроводов производят по средней плотности пара на расчетном участке, кг/м³:

r_ср = (r_н + r_к)/2, (8.6)

где r_н, r_к – плотность пара в начале и в конце участка, определяемая по соответствующему давлению и температуре пара, кг/м³.

В предварительном расчете падение температуры перегретого пара на каждые 100 м принимают Δτ = 2,0...2,5 °С.

Температура пара в конце расчетного участка, °С:

τ_к_i = τ_н_i – Δτ · l_i / 100. (8.7)

Средняя температура пара на участке, °С:

τ_ср_i = (τ_н_i + τ_к_i)/2. (8.8)

Диаметр паропровода, м:

(8.9)

где A_d – коэффициент, определяется по приложению 5.

Проверочный расчет

По аналогии с гидравлическим расчетом тепловой сети, определяется стандартный диаметр паропровода и составляется его монтажная схема.

Находятся действительные значения удельных потерь давления, Па/м:

, (8.10)

где A_R – коэффициент, определяется по приложению 7.

Далее определяется скорость движения пара на каждом участке. Диаметр паропровода должен быть подобран так, чтобы скорость движения пара не превышала значений, указанных в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1703; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!