Тихомиров А.К. Методические рекомендации к выполнению выпускных (дипломных) работ по теплоснабжению

Подождите немного. Документ загружается.

11



максимальный в отопительный период

()

hmax

1h max

3, 6Q

ct t

−

; (2.4)

максимальный в неотопительный период

()

hmax

3, 6

ct t

−

; (2.5)

г) на горячее водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения:

среднечасовой, при параллельной схеме присоединения водоподо-

гревателей

()

2hm

3, 6

−

; (2.6)

максимальный, при параллельной схеме присоединения водоподо-

гревателей

()

hmax

2hmax

3,6

−

; (2.7)

среднечасовой, при двухступенчатых схемах присоединения

водоподогревателей

()

3hm

3, 6

0, 2

ττ

⎛

⎞

−

⎜

⎟

−

⎝

⎠

; (2.8)

максимальный, при двухступенчатых схемах присоединения

водоподогревателей

()

hmax

3hmax

3, 6 0, 55

ττ

⋅

−

. (2.9)

В формулах (2.1) – (2.9) расчетные тепловые потоки приведены в

киловаттах, теплоёмкость

с принимается равной 4,198 кДж/(кг · °С).

Суммарные расчетные расходы сетевой воды, кг/ч, в двухтрубных

тепловых сетях в открытых и закрытых системах теплоснабжения при

качественном регулировании отпуска теплоты следует определять по

формуле

12



d o max v max 3 hm

GG G kG

. (2.10)

Коэффициент k

учитывающий долю среднечасового расхода воды на

горячее водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления, следует

принимать по табл. 2.1.

Т а б л и ц а 2.1

Значения коэффициента k

Система теплоснабжения Значение коэффициента k

Открытая с тепловым потоком

100 и более МВт

0,6

менее 100 МВт 0,8

Закрытая с тепловым потоком

100 и более МВт

1,0

менее 100 МВт 1,2

Примечание. Для закрытых систем теплоснабжения при регулировании по нагрузке

отопления и тепловом потоке менее 100 МВт при наличии баков-аккумуляторов у

потребителей коэффициент k

следует принимать равным 1.

Для потребителей при соотношении нагрузок

hmax max

QQ> при

отсутствии баков-аккумуляторов, а также с суммарным тепловым потоком

10 МВт и менее суммарный расчетный расход воды следует определять по

формуле

d o max v max h max

GG G G

. (2.11)

Расчетный расход воды

G , кг/ч, в открытых двухтрубных водяных

тепловых сетях в неотопительный (летний) период, равный максимальному

расходу воды на горячее водоснабжение в указанный период

hmax

G , следует

определять для подающего трубопровода по формуле

d h max h max

GG G

== . (2.12)

Максимальный расход воды на горячее водоснабжение, кг/ч, для

открытых систем теплоснабжения может определяться также по формуле

13



(2.5) при температуре холодной воды

в неотопительный период (при

отсутствии данных

= 15

С).

Максимальный расход воды на горячее водоснабжение для закрытых

систем при всех схемах присоединения водоподогревателей горячего

водоснабжения в неотопительный период определяется по формуле (2.7).

Расход воды в обратном трубопроводе двухтрубных водяных

тепловых сетей открытых систем теплоснабжения принимается в размере

10 % от расчетного расхода воды, определенного по формуле (2.5).

Расчетный расход воды для определения

диаметров подающих и

циркуляционных трубопроводов систем горячего водоснабжения следует

определять в соответствии с рекомендациями [ 5 ].

2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ СЕТЕВОЙ ВОДЫ ДЛЯ

ПРОЕКТОВ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ

При наладке и регулировке тепловых сетей и отопительно-бытовом

температурном графике качественного регулирования расходы сетевой воды

определяют по методике, изложенной в [9].

1. Расчетный гидравлический режим (при среднем водоразборе из

подающей линии)



ðð

ï î ä o max v max hmd ö

0,85GG G G G=+++



(2.13)



где

- расчетный циркуляционный расход в системах ГВС. При

отсутствии других данных

может быть определен по формуле



hmd

0, 2 Q



(2.14)

2. Проверочный режим при отсутствии водоразбора





ïîä îáð omax vmax ö

1, 15 ( )GG G G G== + +



(2.15)

14



3. Проверочный режим при максимальном водоразборе из подающей

линии



ï î ä o max v max h max

GG G G=+ +

;

(2.16)





î á ð o max v max

.GG G=+



(2.17)



4. Проверочный режим при максимальном водоразборе из обратной линии



ï î ä o max v max

(1 0, 7 )( )ìGGG

=+ +

;

(2.18)





î á ð o max v max h max

(1 0, 7 )( ).ìGGGG

=+ + −



(2.19)



гдеaм- коэффициент соотношения расходов, определяемый по формуле 

 



hmax omax v max

/( ).ì GGG



(2.20)



2.4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

При проектировании новых сетей может быть использована

методика, изложенная в [8, 10 ].

При движении теплоносителя по трубам полные потери давления ΔР

складываются из потерь давления на трение

и потерь давления в

местных сопротивлениях ΔР

лм

.PP P

=Δ +Δ

(2.21)

Потери давления на трение

определяют по формуле

,PRL

(2.22)

где

- поправочный коэффициент на увеличение шероховатости;

L – длина трубопровода, м.

R – удельные потери давления, Па/м, определяемые по формуле

15



ρω

, (2.23)

где

– коэффициент гидравлического трения;

d – внутренний диаметр трубопровода, м;

– плотность теплоносителя, кг/м

;

– скорость движения теплоносителя, м/c.

Потери давления в местных сопротивлениях

определяют по

формуле

Δ=

∑

, (2.24)

где ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Потери давления в местных сопротивлениях могут быть также

определены по следующей формуле

R L

э,

(2.25)

где L

– эквивалентная длина местных сопротивлений, которую опреде-

ляют по формуле

∑

. (2.26)

Гидравлический расчет выполняют по таблицам и номограммам,

представленным в [8, 9, 10]. Сначала выполняют расчет главной магистрали.

По известным расходам и диаметрам определяют удельные потери

давления R, Па/м, а также скорость движения теплоносителя

, м/с. Таблицы

и номограммы гидравлического расчета, приведенные в [8, 9, 10],

составлены для эквивалентной шероховатости труб К

= 0,5 мм.

При расчете трубопроводов, бывших в эксплуатации, следует

учитывать увеличение шероховатости.

К значениям удельных потерь

давления R принимается поправочный коэффициент

(см. [9. Табл. 4.14]).

Потери давления в местных сопротивлениях определяют по формуле (2.25)

либо по формуле (2.26).

Суммарные потери давления на участке с учетом изменившейся в

процессе эксплуатации шероховатости определяются по формуле

ëì

(),ýýP P P RLRL R LL

Δ=Δ +Δ = + = +

(2.27)

16



По результатам гидравлических расчетов разрабатывают

гидравлические режимы систем теплоснабжения (строят графики напоров).

Для выполнения гидравлических расчетов трубопроводов тепловых сетей и

сетей горячего водоснабжения могут быть использованы расчетные

программы, приведенные на кафедральном сайте (см. также приложение А).

2.5. РАЗРАБОТКА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Для водяных тепловых сетей рассматриваются следующие

гидравлические режимы:

–

расчетный – по расчетным расходам сетевой воды;

–

зимний – при максимальном отборе воды на горячее водоснабжение из

обратного трубопровода;

–

переходный – при максимальном отборе воды на горячее водоснабжение

из подающего трубопровода;

–

летний – при максимальной нагрузке горячего водоснабжения в

неотопительный период;

–

статический – при отсутствии циркуляции в тепловой сети;

–

аварийные.

При разработке гидравлических режимов важно знать степень

автоматизации тепловых пунктов – наличие в них регуляторов перепада

давления для систем ОВ и регуляторов постоянства температуры для систем

ГВС. Поскольку в настоящее время количество автоматизированных

тепловых пунктов пока еще незначительно, гидравлические режимы

приходится разрабатывать с учетом переменных водоразборов на ГВС или

из подающего или из обратного трубопроводов тепловой сети.

2.6. ПРОВЕРОЧНЫЕ РЕЖИМЫ ПРИ НЕПОСРЕДСТВЕННОМ ВОДОРАЗБОРЕ

Наиболее опасные отклонения от расчетного гидравлического режима

происходят в открытой системе при максимальных отборах воды из

подающей и обратной линий и при прекращении водоразбора (в случае

расчета трубопроводов тепловой сети на среднюю нагрузку горячего

водоснабжения).

Проверку гидравлического режима тепловой сети при максимальном

водоразборе из обратной линии производят для выявления потребителей,

17



местные системы которых могут опорожняться. Проверка при максимальном

водоразборе из подающей линии позволяет оценить максимально возможное

сокращение расхода воды по системам отопления и вентиляции. Наконец,

проверку режима при прекращении водоразбора производят для выявления

отопительных систем, давление в нагревательных приборах которых может

возрасти до недопустимого уровня.

При расчете и построении гидравлических режимов (графиков

напоров) систем теплоснабжения с циркуляционными линиями ГВС у

потребителей необходимо предварительно выполнить гидравлические

расчеты по приведеннымниже расчетным значениям расходов

ïîä

и

îáð

.

ðð

ï î ä o max v max hmd ö

0,85GG G G G=+++

(2.28)

ðð

î á ð o ma x v ma x ö

0, 85GG G G=++

(2.29)

Построение проверочных гидравлических режимов производят исходя из

потерь напора по каждому трубопроводу, соответствующих проверочным

расходам

ïîä

и

îáð

G . Для определения этих потерь напора можно

использовать формулы пересчета



ðð2

ïîä ïîä ïîä ïîä

(/ )HHGGΔ=Δ

(2.30)





ðð2

îáð îáð îáð îáð

(/ )HHGGΔ=Δ



(2.31)



где

ïîä

HΔ

и

îáð

HΔ

‐ расчетные потери напора по подающему и обратному

трубопроводам магистрали;

ïîä

HΔ

îáð

HΔ

- потери напора по подающему и обратному

трубопроводам при проверочном режиме

Гидравлические режимы водяных тепловых сетей (пьезометрические

графики) следует разрабатывать для отопительного и неотопительного

периодов.

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

18



авторегуляторы, сопла элеваторов, дроссельные устройства для местных

систем теплопотребления; подобрать сетевые и подпиточные насосы.

Для пьезометрического графика квартальных тепловых сетей могут

быть приняты масштабы: М

1:1 000, М

1:500.

Пьезометрические графики строятся для гидростатического и

гидродинамического режимов системы теплоснабжения. За начало координат

принимают точку подключения квартальной теплосети к магистральным

сетям. В принятых масштабах строят профиль трассы и высоты

присоединенных потребителей. За нулевую отметку оси ординат (оси

напоров) принимают обычно отметку низшей точки теплотрассы или

отметку сетевых насосов. На ось напоров наносят величины напоров

(см. исходные данные) в подающем и обратном трубопроводах для точки

подключения и затем, используя данные гидравлического расчета, строят

линии напоров подающего и обратного трубопроводов квартальной

магистрали, а также линии напоров других расчетных ответвлений. Строят

линию статического напора, если его величина в точке подключения

известна. Пьезометрические графики должны быть построены и для

неотопительного периода. В закрытых системах для этого необходимо

определить потери напора в подающем и обратном трубопроводах главной

магистрали при пропуске максимального расхода сетевой воды на горячее

водоснабжение в неотопительный период

hmax

G . В открытых системах

потери напора в подающей магистрали определяют при пропуске расхода,

равного

hmax

G , в обратной магистрали – при пропуске расхода, равного

10 %

hmax

2.7. АНАЛИЗ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ СИСТЕМЫ

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

После построения графиков напоров на существующее положение

следует рассмотреть величины напоров в обратном трубопроводе по

отношению к присоединенным потребителям с точки зрения наличия угроз

«раздавливания», «оголения», и в подающем трубопроводе с точки зрения

наличия угрозы «вскипания» перегретой сетевой воды. Необходимо

определить величины располагаемых напоров с точки зрения их

достаточности. При необходимости, предложить мероприятия и выполнить

соответствующие расчеты для обеспечения нормального теплоснабжения

абонентов.

19



Величина максимального рабочего напора местных систем

теплопотребления составляет: для систем отопления со стальными

нагревательными приборами и для калориферов – 80 м; для систем

отопления с чугунными радиаторами – 50 м; для независимых схем

присоединения с поверхностными теплообменниками – 100 м.

Напор воды в обратных трубопроводах водяных тепловых сетей при

гидродинамическом режиме должен быть избыточным (не менее 5 м), быть

выше местных систем теплопотребления не менее чем на 5 м, обеспечивая их

защиту от «оголения», и в то же время должен быть меньше (на 10 м или

более метров) величины максимального рабочего напора для местных

систем теплопотребления.

Гидростатический напор в системах теплоснабжения при теплоносителе

воде должен определяться для температуры сетевой воды, равной 100 °С.

----- Напор во всех точках подающего трубопровода, исходя из условия его

механической прочности, не должен превышать 160 м. Под

пьезометрическим графиком располагают спрямленную однолинейную

схему теплотрассы с ответвлениями, указывают номера и длины участков,

диаметры трубопроводов, расходы теплоносителя, располагаемые напоры в

узловых точках. На пьезометрическом графике главной магистрали можно

построить графики ответвлений. Пьезометрические графики должны быть

построены и для неотопительного периода. В закрытых системах для этого

необходимо определить потери напора в подающем и обратном

трубопроводах главной магистрали при пропуске максимального расхода

сетевой воды на горячее водоснабжение в неотопительный период

hmax

G . В

открытых системах потери напора в подающей магистрали определяют при

пропуске расхода, равного

hmax

G , в обратной магистрали – при пропуске

расхода, равного 10 %

hmax

G .

Располагаемый напор на вводе в здание (при элеваторном

присоединении системы отопления) должен быть не менее расчетных потерь

напора в элеваторе и в местной системе с коэффициентом запаса 1,5, но не

менее 15 м, а при наличии, кроме элеваторной системы отопления, также и

закрытой системы горячего водоснабжения – 25 м. Избыточный напор

рекомендуется гасить в авторегуляторах тепловых пунктов зданий.

20



2.8. НАЛАДКА ВОДЯНЫХ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Наладку водяных тепловых сетей осуществляют для обеспечения

нормального теплоснабжения потребителей. В результате наладки создаются

необходимые условия для работы систем отопления, приточной вентиляции,

кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения и повышаются

технико-экономические показатели централизованного теплоснабжения за

счет увеличения пропускной способности тепловых сетей, ликвидации

перегрева потребителей, снижения расхода электроэнергии на перекачку

теплоносителя.

Наладку выполняют во всех звеньях централизованного теплоснабжения: в

подогревательной установке источника теплоты, тепловой сети, тепловых

пунктах и системах теплопотребления. Наладочные работы выполняют в три

этапа:

1. обследуют и испытывают систему централизованного теплоснабжения с

---последующей разработкой мероприятий, обеспечивающих

эффективность ее работы;

2. осуществляют разработанные мероприятия;

3. регулируют систему.

В результате обследования выявляют фактические эксплуатационные

режимы, уточняют тип и состояние оборудования системы теплоснабжения,

определяют характер и величину тепловых нагрузок, необходимость и объем

испытаний тепловых сетей и оборудования.

В процессе наладочных работ испытывают пропускную способность

теплосети и коммуникаций источника теплоты, определяют фактическую

характеристику сетевых насосов, испытывают калориферные установки. При

необходимости тепловые сети испытывают на теплопотери, прочность и

компенсирующую способность при максимальной температуре сетевой

воды.

При выполнении дипломного проекта студенты могут выполнить

следующие мероприятия по наладке, обеспечивающие повышение

эффективности работы тепловой сети:

рассчитывают фактические тепловые нагрузки; устанавливают режим

отпуска теплоты; определяют расчетные расходы сетевой воды; производят

гидравлический расчет наружных тепловых сетей, а при необходимости —

местных систем теплопотребления; разрабатывают гидравлический режим

работы тепловых сетей; рассчитывают дроссельные и смесительные