Система централизованного теплоснабжения жилых районов г. Владимира

Предварительный гидравлический расчет тепловой сети

Гидравлический расчет один из важнейших разделов проектирования в эксплуатации тепловой сети.

При проектировании в задачу гидравлического расчета входит:

– определение диаметров трубопроводов;

– определение падения давления (напора);

– определение давлений (напоров) в различных точках сети;

– увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских системах.

Независимо от результатов расчета наименьшие диаметры труб принимают: для распределительных трубопроводов – не менее 50 мм, для ответвлений к отдельным зданиям – не менее 25 мм.

Удельные потери на трение R (h) на трубопроводах принимаем:

– для участков расчетной магистрали от источника тепла до наиболее удаленного потребителя до 80 Па/м;

– для ответвления от расчетной магистрали – по располагаемому давлению, но не более 300 Па/м.

При определении диаметра труб принимаем значения коэффициента эквивалентной шероховатости =0,5 мм и скорость движения теплоносителя не более 3,5 м/с.

По приложению 1 ,[1] выбираем наружный диаметр (d×s) трубопровода для каждого участка тепловой сети, скорость движения теплоносителя () и удельные потери давления R(h). Выбранные значения заносим в таблицу 2.2 По приложению 20, [1] подбираем соответствующие данные (d×s), условный (d) и внутренний (d)диаметры трубопроводов.

Таблица 5.2 -Расчетные данные для гидравлического расчета трубопроводов

Для обеспечения надежной работы тепловой сети определяем место установки неподвижных опор, компенсаторов и запорной арматуры.

Неподвижные опоры фиксируют отдельные точки трубопровода, делят его на независимые в отношении температурных удлинений участки и воспринимают усилия, возникающие в трубопроводах при различных схемах и способах компенсации тепловых удлинений. Расстояние между неподвижными опорами зависит от диаметров трубопровода, способа прокладки тепловых сетей, типа компенсатора, параметров теплоносителя. Расстояние между неподвижными опорами принимаем по таблице 3.3 [1] .

Тепловые удлинения трубопроводов при температуре теплоносителя от 50º С и выше должны восприниматься специальными компенсирующими устройствами, предохраняющими трубопровод от возникновения недопустимых деформаций и напряжений. В качестве компенсирующего устройства принимаем сальниковые и П-образные компенсаторы.

Таблица 5.3 - Проектные расстояния между неподвижными опорами, тип компенсатора и их количество

Проверочный расчет магистрали и ответвлений

Режим движения теплоносителя

Для определения режима движения необходимо сравнить значения критерия Рейнольдса Re с его предельным значением Re:

Re= 4G×10³/, [1] стр39 (18)

где G – расход теплоносителя, кг/с; берем из таблицы 2.1;

d – внутренний диаметр трубопровода, мм, таблица 2.2;

 – средняя плотность теплоносителя на рассчитываемом участке тепловой сети, кг/м³; выбирается по приложению 12 [1];

 – кинематическая вязкость, м²/с; по приложению 12 [1].

Re=4×100,41×10³/ 3,14×309×958,38×0,296×10=1459215,32

Re= 568×d/ к [1] стр. 39 (19)

где К– эквивалентная шероховатость, мм; принимаем К= 0,5 мм.

Re=568×309 /0,5=31024

Коэффициент гидравлического трения:

– для области квадратичного закона:

= 1/ (1,14+2×lg×( d/ к))² [1] стр. 40 (20)

= 1/ (1,14+2*×lg×(309/0,5))² = 0,022

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на рассчитываемом участке тепловой сети:

n+n+n+n [1] стр40 (21)

где n–количество задвижек;

n – количество поворотов;

n– количество компенсаторов;

n – количество разветвлений;

 – коэффициенты местных сопротивлений принимаем по приложению 16 [1].

=2×0,5+0×1+4×0,3+1×1,5=3,7.

Эквивалентная длина местных сопротивлений

= (d×10/)× м, [1] стр41 (22)

где d – внутренний диаметр(таблица 2.2),мм

 – коэффициент гидравлического трения (формула 2.3)

 – сумма коэффициентов местных сопротивлений участка тепловой сети;

 =( 309×0,001/0,022) ×3,7= 51,99 м.

Приведенная длина трубопроводов:

=+м, [1] стр41 (23)

где  – длина участка тепловой сети, м; значение берем из таблицы 2.4

=310+51,99 =361,99 м.

Потери давления на трубопроводах на трение и в местных сопротивлениях:

ΔP= R, Па, [1] стр41 (24)

где R – удельные потери давления на трение, Па/м

ΔP=66,5×361,99 =24072,34 Па.

Действительное падение напора для воды

ΔH= ΔP/g, м, [1] стр41 (25)

где  – средняя плотность воды, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, принимаем g=9,81 м/с².

ΔH=24072,34/958,38×9,81 = 2,56 м.

Располагаемый напор в начале магистрального участка тепловой сети:

Н = Н+2ΔH, м [1] стр41 (26)

где Н – располагаемый напор в конце магистрального участка, м;

ΔH – потери напора на участке магистрали, м.

Н = 15+2×1,25=17,5 м.

Располагаемый напор у абонентов в каждом микрорайоне:

Н= Н – 2ΔH, [1] стр41 (27)

где Н – располагаемый напор в начале магистрального участка, м;

Потери напора от источника теплоснабжения до узловых точек магистрали и до абонента:

ΔH= ΔH, [1] стр43 (28)

ΔH=2,56 ,

ΔH= ΔH+ ΔH, [1] стр43 (29)

ΔH= 2,56+1,71= 4,69 ,

ΔH= ΔH+ ΔH, [1] стр43 (30)

ΔH=4,27+0,42=4,69 ,

ΔH= ΔH+ΔH, [1] стр43 (31)

ΔH=4,69+1,25=5,94 ,

ΔH=Δ Н1= ΔH+ΔH, [1] стр43 (32)

ΔH=2,6+1,18= 3,74 ,

ΔH= Δ Н11= ΔH+ ΔH, [1] стр43 (33)

ΔH=4,27+4,52= 8,79 ,

ΔH= Δ Н111= ΔH+ ΔH, [1] стр43 (34)

ΔH=4,69+0,11 =4,8 .

Напор сетевого насоса:

Н= НIV++, м, [1] стр43 (35)

где  – потери напора на источнике теплоснабжения, принимаем равным 20 м.

=2 ΔH+2 ΔH+2 ΔH+2 ΔH=2 ΔH, [1] стр43 (36)

=2×2,56+2×1,71+2×0,42+2×1,25 =11,88

Н=15+11,88+20=46,9 м.

6. Составление и расчет принципиальной тепловой схемы котельной

Расчет тепловой схемы котельной базируется на решении уравнений теплового и материального баланса, составляемых для каждого элемента схемы. Увязка этих уравнений производится в конце расчета в зависимости от принятой котельной. При расхождении предварительно принятых в расчете величин с полученными в результате расчета более чем на 3 % расчет следует повторить, подставив в качестве исходных данных полученные значения.

Расчет тепловой схемы котельной с водогрейными котлами , работающей на закрытую систему теплоснабжения, рекомендуется производить в такой последовательности:

1.                 Составить таблицу исходных данных для расчета. Эта таблица составляется на основании проекта системы теплоснабжения или расчета расходов теплоты различными потребителями по укрупненным показателям. В этой же в таблице указываются значения величин, предварительно принятые в последующих расчетах.

Таблица 6.1 - Исходные данные для расчета тепловой схемы котельной, работающей на закрытую систему теплоснабжения:

Коэффициент снижения расхода теплоты на отопление и вентиляцию для режима наиболее холодного месяца:

К= , [2] стр. 164 (37)

К= = 0,739

где t - принятая температура воздуха внутри отапливаемых помещений, °C;

t – расчетная температура наружного воздуха;

t – температура наружного воздуха в наиболее холодный месяц

Температура воды на нужды отопления и вентиляции в подающей линии для режима наиболее холодного месяца (°C ) :

t = 20 + 64,5 К +67,5 К [2] стр.164 (38)

t = 18 + 64,5 ×(0,739) +67,5 ×0,739= 118,5

Температура обратной сетевой воды после систем отопления и вентиляции для режима наиболее холодного месяца (°C ):

t = t – 80 К [2] стр.164 (39)

t = 118,5– 80 ×0,739= 59,4

Отпуск теплоты на отопление и вентиляцию с учетом потерь для максимально- зимнего режима ( МВт):

Q = Q + Q [2] стр.164 (40)

где Q – расход теплоты на отопление, МВт;

Q – расход теплоты на вентиляцию, МВт;

Q = 5,23 + 0,62=5,85

для режима наиболее холодного месяца:

Q = (5,23+0,62)×0,739= 4,3

Суммарный расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для максимально- зимнего режима (МВт):

Q = Q + Q [2] стр.164 (41)

где Q – расход теплоты на горячее водоснабжение, МВт;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5