Материал: Теплогазоснабжение населения и предприятий. учебное пособие для студентов бакалавриата и магистрантов. Мелькумов В.Н., Чуйкин С.В

ние распределительных сетей к магистралям осуществляется в КРП с обеих сторон секционирующей задвижки. Благодаря такому двухстороннему питанию обеспечивается непрерывное теплоснабжение при повреждении любого участка магистрали.

При трассировке тепловых сетей следует стремиться к двухсторонней нагрузке магистралей. В каждый квартал, как правило, предусматривается по одному вводу. Подключение противолежащих кварталов целесообразно производить в одной общей камере. При нанесении на генплан трассы тепловых сетей необходимо указывать диаметры и длины участков. Узловые камеры (УК) нумеруются. У каждого квартала проставляется его суммарная тепловая нагрузка.

Контрольные вопросы

1.Для каких целей предусматривается установка секционирующих задвижек на теплотрассах?

2.Какая часть капиталовложений расходуется на строительно-монтаж- ные и земляные работы при строительстве тепловой сети?

3.Для каких целей служат контрольно-распределительные пункты?

4.При каких диаметрах магистралей допускается не устанавливать блокировочные перемычки?

5.На какие условия рассчитывают диаметры блокировочных перемычек?

7.Гидравлический расчет тепловых сетей

7.1.Определение расчетных расходов сетевой воды

Количество сетевой воды, по которому производится гидравлический расчет тепловых сетей, определяется в соответствии с принятым методом регулирования отпуска тепла, схемой присоединения абонентских подогревателей горячего водоснабжения, наличием у подогревателей баков-аккумуляторов.

Суммарные расчетные расходы сетевой воды, кг/ч, в двухтрубных тепловых сетях, в открытой и закрытой системах теплоснабжения, при качественном

где G'о – максимальный расход воды на отопление при t'ро, кг/ч; G'в – максимальный расход воды на вентиляцию при t'рв, кг/ч;

Gгв.ср – средний расход воды на горячее водоснабжение за отопительный период, кг/ч;

kз – коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение (при регулировании по нагрузке отопления), следует принимать по таблице 1.1. При регулировании по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения коэффициент принимается равным 0.

26

Таблица 1.1 Коэффициент kз учитывающий долю среднего расхода воды

Примечание. Для закрытых систем теплоснабжения при регулировании по нагрузке отопления и тепловым потоком менее 100 МВт, при наличие баков-аккумуляторов у потребителей, коэффициент kз следует принимать равным 1.

Для потребителей при Qгв.max / Qо >1, при отсутствии баков-аккумуляторов, а также с тепловым потоком 10 МВт и менее суммарный расход воды следует определятьпо формуле

Расчетный расход воды, кг/ч, в двухтрубных водяных тепловых сетях в не отопительный (летний) период года следует определять по формуле

Перед гидравлическим расчетом составляется расчетная схема магистральных и распределительных тепловых сетей. На схеме должны быть показаны источники тепла, трасса тепловых сетей с нумерацией участков между ответвлениями, длины расчетных участков и расходы теплоносителя.

7.2.Определение диаметров трубопроводов и потерь напора

втепловых сетях

Целью гидравлического расчета тепловой сети является определение диаметров трубопроводов и потерь давления по длине трассы при известных расходах теплоносителя. Расчетный расход воды на каждом участке сети определяется как сумма расчетных расходов на кварталы, присоединенные к данному участку сети. Гидравлический расчет выполняется с помощью специальных программы или таблиц приведенных в [4], после чего заносится в бланк расчета приведенного в приложении 6. Главная магистраль выбирается как самая длинная от источника тепла к конечному потребителю. Точки присоединения ответвлений к главной магистрали нумеруются от источника тепла к концу трассы. Первым расчетным участком должен быть участок, начинающийся от ТЭЦ.

Удельные потери на трение должны определяться на основе техникоэкономических расчетов. Ввиду сложности этих расчетов допускается прини-

27

мать: для магистральных сетей Rl 80 Па/м (8 мм в. ст./п.м.); для ответвлений и распределительных тепловых сетей Rl 300 Па/м (30 мм в. ст./п.м.) (при этом скорость движения воды в трубах W 1,5 м/с). Потери давления в местных сопротивлениях выражаются через линейные потери давления с помощью эквивалентной длины участка lэ, на которых линейное падение давления равно потерям в местных сопротивлениях. Суммарные потери давления в трубопроводе,p, Па, определяются по формуле

где lпр – суммарные линейные и местные потери.

Суммарные потери напора определяются нарастающим потоком согласно выражению H = ΣΔpi, где рi – потеря напора на i-том участке; n – количество участков. Данные этой графы используются при построении пьезометрического графика. Невязка суммарных потерь давления в основной магистрали, начиная от источника присоединения ответвления и суммарных потерь давления в ответвлении, не должна превышать 10 ÷ 15 %. Окончательный гидравлический расчет производят при разработке монтажной схемы тепловой сети, где определяют все гидравлические сопротивления сети (задвижки, компенсаторы, переходы труб с диаметра на диаметр, углы и повороты трассы и т.д.) и находят их гидравлические сопротивления (lэ). Суммируя их, получают линейные и местные сопротивления по участкам и затем уточняют гидравлический расчет тепловой сети и данные сводят в бланк гидравлического расчета.

Контрольные вопросы

1.Опишите методику гидравлического расчета тепловых сетей.

2.Из чего складываются потери давления в тепловых сетях?

3.Назовите цель гидравлического расчета систем теплоснабжения.

4.Как определяются потери в местных сопротивлениях тепловой сети?

5.Назовите величину невязки суммарных потерь давления в основной магистрали системы теплоснабжения.

6.Как изменяться суммарные потери напора в сети, при увеличении числа местных сопротивлений?

8. Монтажная схема тепловой сети

Составление монтажной схемы заключается в расстановке на трассе неподвижных опор, компенсаторов, тепловых камер и запорной арматуры. Подающий трубопровод на схеме располагается с правой стороны по ходу движения воды от источника тепла. Узлы теплофикационные (тепловые камеры) устанавливаются в местах подключения кварталов к тепловым сетям и при установке сальниковых компенсаторов на теплопроводах. Расстояние между камерами делится подвижными опорами на компенсационные участки. В каждой камере устанавливаются неподвижные опоры. Расстояние между неподвижными опо-

28

рами выбирается в зависимости от диаметра труб и типа компенсаторов (табл. прил. 7). При dy < 250 мм, как правило, принимается П–образные компенсаторы, а при dy 250 мм – сальниковые. Все естественные повороты трассы теплосети под углом менее 130° должны быть использованы для самокомпенсации температурных удлинений трубопроводов. Повороты трассы под углом 130° и более закрепляются неподвижными опорами.

При подземной прокладке в городах применяются, в основном, сальниковые и П-образные компенсаторы, при надземной прокладке П-образные компенсаторы, а на низких опорах - сальниковые. На всех ответвлениях от магистрали должна устанавливаться запорная арматура. На трубопроводах dy 100 мм предусматриваются секционирующие задвижки на расстоянии не более 1000 м друг от друга. Допускается увеличивать расстояние между секционирующими задвижками для dy = 350 ÷ 500 мм до 1500 м, а для dy 600 мм – до 3000 м.

Необходимо стремиться по возможности совмещать секционирующие задвижки с узловыми камерами. Перед секционирующими задвижками со стороны ТЭЦ предусматривается перемычка между подающей и обратной магистралями диаметром, равным 0,3 диаметра трубопровода, с установкой двух задвижек и контрольным спускным вентилем между ними dy = 25 мм. В высших точках трубопроводов (на монтажной схеме в тепловых камерах) должны быть показаны воздушные краны, а в нижних – спускные.

Контрольные вопросы

1.От чего зависят расстояния между неподвижными опорами?

2.Какие компенсаторы устанавливаются на трубопроводах тепловых сетей при их диаметре ниже 250 мм?

3.Назовите места обязательной установки запорной арматуры.

4.Где устанавливаются теплофикационные узлы?

9. Пьезометрический график тепловой сети

По результатам гидравлического расчета строится пьезометрический график (рис. 1.9). За нулевую отметку рекомендуется принимать место установки сетевых насосов. По горизонтальной оси откладывается длина трассы (Мг 1:10 000), а по вертикальной - напор (Мв 1:500 или 1:1000). По известным горизонталям на генплане на график наносится профиль местности для магистрали и ответвления. На профиле в принятом масштабе наносят высоты зданий и линию статического давления на 3–5 м выше высоты зданий. Построение пьезометров подающей и обратной магистралей производится на основании полученных потерь напоров на участках (см. табл. приложение 7).

Напор у наиболее удаленного потребителя принимать не менее 0,2 МПа (20 м в. ст.). Потеря напора в подогревателях и пиковых котлах ТЭЦ принима-

29

ется равной 0,3÷0,4 МПа (30÷40 м в. ст.). На графике наносятся линия статики и линия «невскипания».

Рис. 1.9. Пьезометрический график водяной тепловой сети

Построенный пьезометрический график должен удовлетворять следующим техническим условиям:

а) давление в местных системах отопления зданий не должно быть более 0,6 МПа (60 м в. ст.). Если в некоторых зданиях это давление превышает 60 м, то их местные системы присоединяются по независимой схеме;

б) давление на всасывании сетевых насосов должно быть не менее 5 м, во избежание кавитации насосов (вскипание горячей воды из-за низкого давления); в) давление в обратной магистрали, как в статическом, так и в динамическом (при работе сетевых насосов) режимах не должно быть ниже статической высоты зданий. Если для некоторых зданий этого достигнуть не удается, то по-

сле системы отопления зданий необходимо установить регулятор «подпора»; г) пьезометрическое давление в обратной магистрали должно быть не ме-

нее 5 м для предупреждения подсоса воздуха в систему; д) давление в любой точке подающей магистрали должно быть выше дав-

ления насыщения при данной температуре теплоносителя (условие «невскипания»), т.е. пьезометр подающей магистрали должен располагаться выше линии «невскипания». Например, при температуре воды в сети 150 С подающий пьезометр должен отстоять от уровня земли на расстоянии не менее 38 м;

е) полный напор за сетевыми насосами должен быть ниже давления, допускаемого по условиям прочности трубок сетевых подогревателей типа БО - 140М и ПСВ-230М. При теплоснабжении от водогрейных котельных эта величина может доходить до 250 м.

30