Определение расчетных расходов воды и параметров насосов

Основнымисходнымзначениемдлягидравлическогорасчетасетислужитрасчетныйрасходводы. При нахождении расчетного расхода целесообразно учитывать не только существующие нагрузки, но также и перспективы развития системы теплоснабжения.

Расчетный расход сетевой воды для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты необходимо определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения с последующим суммированием этих расходов воды.

Расчетные расходы воды, кг/ч, определяются по формулам:

а) на отопление

Gomax = 3,6Qomax/c(t1 – t2); (5.11)

б) на вентиляцию

Gвmax = 3,6Qвmax/c(t1 – t2 (5.12)

в) на горячее водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:

средний –

Gгвср = 3,6Qгвср/с(tг – tх); (5.13)

максимальный –

Gгвmax = 3,6Qгвmax/c(tг – tх); (5.14)

г) на горячее водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения:

средний, при параллельной схеме присоединения водоподогревателей:

Gгвср = 3,6Qгвср/c(t1и – t3и); (5.15)

максимальный –

Gгвmax = 3,6Qгвmax/c(t1и – t3и); (5.16)

Суммарные расчетные расходы сетевой воды, кг/ч, в двухтрубных тепловых сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты определяются по формуле

G = Gоmax + Gвmax + k3Gгвср; (5.17)

где t1 – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха tо, °С; t2 – то же, в обратном трубопроводе тепловой сети, °С; t1и – температура воды трубопроводе тепловой сети в точке излома температурного графика воды, °С; t3и – температура воды после параллельно включенного водоподогревателя горячего водоснабжения в точке излома температурного графика воды, рекомендуется принимать равным 30 °С;

k3 – коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, при регулировании по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения принимается равным 0.

Одна из задач гидравлического расчета заключается в определении характеристик насосов.

Напор сетевых насосов следует определять для отопительного и летнего периодов и принимать равным сумме потерь давления в установках на источнике теплоты, в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети и в системе потребителя при суммарных расчетных расходах воды.

Подачу (производительность) сетевых насосов определяют:

а) для закрытых систем теплоснабжения в отопительный период – по суммарному расчетному расходу воды, определяемому по формуле (5.17);

б) для открытых систем в отопительный период – по той же формуле при t3 = 1,4;

в) для закрытых и открытых систем в летний период – по максимальному расходу воды на горячее водоснабжение в летний период.

Напор подпиточных насосов должен определяться из условий поддержания в водяных тепловых сетях статического давления и проверяться для условий работы сетевых насосов в отопительный и летний периоды.

Подачу рабочих подпиточных насосов в закрытых системах теплоснабжения принимают равной расчетному расходу воды на восполнение утечек из тепловой сети, а в открытых – равной сумме максимального расхода воды на горячее водоснабжение, определяемому по формуле (5,14), и расчетного расхода воды на восполнение утечек. Пьезометрический график

Помимо описанных выше гидравлических расчетов водяных тепловых сетей при их проектировании приходится дополнительно производить расчеты по определению значений давлений воды в различных точках сетей при разных режимах. Такие расчеты требуются для обоснованного выбора насосов, используемых для перекачки сетевой воды, - циркуляционных, подпиточных, подкачивающих, смесительных и т.п. Кроме того, значения давления воды являются исходными при разработке схем присоединения к сетям местных систем теплоиспользования. Так, при давлениях ниже атмосферного неизбежны подсосы воздуха в сети и системы через неплотности в них, что является недопустимым.

Для этих целей широко используется пьезометрическийграфик (сокращенно пьезометр) (рис. 5.1), на котором в определенном масштабе нанесены рельеф местности, высота присоединенных зданий, напор в сети; по нему легко определить напор (давление) и располагаемый напор (перепад давлений) в любой точке сети и абонентских системах.

По абсциссам этих графиков откладываются длины участков сетей от оси сетевых насосов (практически от точки выхода трубопроводов из здания теплоисточника) вплоть до характерного узла на трассе этих сетей, обычно до определяющего теплового пункта. В качестве ординат на этих графиках наносятся отметки поверхности земли по трассе сетей с привязкой к ним в случае надобности высот присоединяемых зданий, затем наносятся графики изменения напоров в подающих и обратных трубопроводах по трассе сетей. Построение графиков начинается с оценки минимально необходимого напора на всасе сетевых насосов, совпадающего с напором на нагнетании подпиточных насосов.

Разработку пьезометрического графика начинают с гидростатического режима, когда циркуляция отсутствует и система теплоснабжения заполнена водой с температурой 100 °С. На основе гидростатического режима из условия непревышения допустимого давления во всех элементах оборудования, включая абонентские установки, проверяют возможность установления общей статической зоны для всей системы теплоснабжения, т.е. возможность поддержания одного и того же полного статического напора во все системе, а также выявляют причины, препятствующие такому решению. Установление общей статической зоны для всей системы теплоснабжения упрощает эксплуатацию и повышает надежность теплоснабжения, поэтому такое решение является предпочтительным. Наиболее просто эта задача решается при независимой схеме присоединения всех отопительных установок к тепловой сети, т.к. в этом случае механически слабый элемент системы – отопительные чугунные радиаторы – гидравлически изолируются от системы теплоснабжения.

Рис. 5.1. Схема и пьезометрический график двухтрубной тепловой сети

При гидравлическом расчете паровых сетей профиль паропровода можно не учитывать вследствие малой плотности пара. Падение давления на участке паропровода принимается равным разности давлений в концевых точках участка.

Правильное определение потери напора или падения давления в трубопроводах имеет первостепенное значение для выбора диаметров и организации надежного гидравлического режима сети. Для предупреждения ошибочных решений следует до проведения гидравлического расчета водяной тепловой сети наметить возможный уровень статических напоров, а также линии предельно допустимых максимальных и минимальных гидродинамических напоров в системе и, ориентируясь по ним, выбрать характер пьезометрического графика из условия, чтобы при любом ожидаемом режиме работы напоры а любой точке системы теплоснабжения не выходили за допустимые пределы.

Основные требования к режиму давления водяных тепловых сетей из условия надежности работы системы теплоснабжения сводятся к следующему:

1. Непревышение допустимых давлений в оборудовании источников теплоснабжения, теплосети и абонентских установок.

2. Обеспечение избыточного давления во всех элементах системы теплоснабжения для предупреждения кавитации (гидравлического удара) сетевых, подпиточных, смесительных насосов и защиты системы теплоснабжения от подсоса воздуха. Невыполнение этого требования приводит к коррозии оборудования и нарушению циркуляции воды, В качестве минимального значения избыточного давления принимают 0,05 МПа (5 м вод. ст.).

3. Обеспечение невскипания воды при гидродинамическом режиме системы теплоснабжения, т.е. при циркуляции воды в системе. Во всех точках системы теплоснабжения должно поддерживаться давление, превышающее давление насыщенного водяного пара при температуре воды в системе.