Проектирование и расчёт систем теплоснабжения

Скорость потока сетевой воды в подающем трубопроводе, м/с:

число Рейнольдса подающего трубопровода:

коэффициент гидравлического трения подающего трубопровода

Потери напора на участке подающего трубопровода Δh, м:

Результаты сведены в таблицу.
Таблица 8
Гидравлический расчет прямого трубопровода
№ участка Расход воды, G, т/ч Расход воды, G, кг/с Длина L, м Экв. длина мест. сопр., Lэкв, м Расч. длина уч-ка, Lр, м d, м vпр, м/с Reпр λпр Δhпр 1 607 168,6 1650 477 2127 0,4 1,373 13266 0,021 10,81 2 392 108,6 850 246 1096 0,3 1,576 11423 0,023 10,49 3 215 59,7 1050 241 1291 0,2 1,945 93978 0,025 31,12
Таблица 9
Гидравлический расчет обратного трубопровода
№ участка Расход воды, G, т/ч Расход воды, G, кг/с Длина L, м Экв. длина мест. сопр., Lэкв, м Расч. длина уч-ка, Lр, м d, м vобр, м/с Reобр λобр Δhобр 1 607 168,6 1650 477 2127 0,4 1,346 58461 0,021 10,39 2 392 108,6 850 246 1096 0,3 1,545 50339 0,023 10,08 3 215 59,7 1050 241 1291 0,2 1,907 41414 0,025 29,9 Падение напора в прямой трубе 21,29 м, в обратной 20,46 м.
6.4 Построение пьезометрического графика

По результатам гидравлического расчёта проводим построение пьезометрического графика.
Пьезометрический график даёт наглядное представление о давлении или напоре в любой точке тепловой сети. Этот график позволяет установить взаимное влияние профиля местности, высоты абонентских систем и падения давления в сети при выборе оптимального гидравлического режима.
Давление, выраженное в линейных единицах измерения, называется напором или пьезометрическим напором.
В системах теплоснабжения пьезометрические графики характеризуют напоры, соответствующие избыточному давлению, и они могут быть измерены обычными манометрами с последующим переводом результатов измерения в метры.
При построении пьезометрического графика выполняют следующие условия:
1. Давление в непосредственно присоединяемых к сети абонентских системах не должно превышать допускаемого как при статическом, так и при динамическом режиме. Для радиаторов систем отопления максимальное избыточное давление должно быть не более 0,6 МПа, что примерно соответствует напору 60 м.
2. Максимальный напор в подающих трубопроводах ограничивается прочностью труб и всех водоподогревательных установок.
3. Напор в подающих трубопроводах должен исключить парообразование в системе.
4. Для предупреждения кавитации во всасывающем патрубке сетевого насоса должен быть в пределах 5÷25 м.вод.ст.
5. В точках присоединения абонентов обеспечивается достаточный напор для создания циркуляции воды в местных системах.

6. Во всей сети давление воды не должно быть ниже атмосферного.
Движение теплоносителя осуществляется за счёт разности давлений в разных точках системы.
Пьезометрический график показывает располагаемый напор (разность давлений в подающем и обратном трубопроводах) в любой точке теплосети, что необходимо для решения следующих вопросов:
1) проверка правильности выбора диаметров;
2) определение давлений при разных режимах, что необходимо для выбора сетевых и подпиточных насосов;
3) выявление располагаемого напора на вводе у каждого потребителя;
4) определение мест образования вакуума, в которых возможен подсос воздуха из атмосферы, препятствующее нормальной работе теплосети.
При построении пьезометрического графика за начало координат принимается точка установки сетевого насоса.
Вправо от этой точки строится профиль теплотрассы и наносятся высоты зданий.
По оси абсцисс откладываются в масштабе длины участков теплотрассы, а по оси ординат - высоты зданий, напоры и потери напора на участках (из таблиц гидравлического расчёта).
Соединяя верхние точки этих отрезков, получают ломаную линию, которая является пьезометрической линией для обратной магистрали. От последней точки вверх откладывается необходимый располагаемый напор для последнего абонента основной магистрали.
Затем строится пьезометрическая линия подающей магистрали по аналогии с обратной магистралью, учитывая потерю напора в узле сетевых подогревателей.

Рис 4. Пьезометрический график тепловой сети для зимнего режима работы
7. Подбор сетевых и подпиточных насосов

Напор сетевого насоса в отопительном периоде:

Подача сетевого насоса в отопительном периоде:
Qснз = 607 м3/час.
Подача сетевого насоса в летнем периоде:
Qснл = 55,8 м3/час.
Принимаем к установке:
3 насоса Д 320 – 70 (подача 320 м3/час) и 2 насоса 1К 80-50-200М (подача 65 м3/час).
В летнем режиме один насоса 1К 80-50-200М обеспечит потребителей горячей водой, второй в резерве. В зимнем режиме будет обеспечено необходимое регулировании и резервирование.
Напор подпиточного насоса в отопительном периоде:

Объем воды в сети (ориентировочно):
Vс = 0,03*56,5*103 = 1695 м3.
Подача подпиточного насоса в отопительном периоде:
Qподз = 0,0075 · 1695 = 12,7 м3/час.
Принимаем к установке 2 насоса марки Кс 20-50.

8. Конструирование тепловой сети

В соответствии с расположением кварталов на генплане, исходя из требований норм проектирования, намечается трасса теплосети.
На территории населенных мест трасса выбирается параллельно проездам и красным линиям застроек в свободной полосе, отведенной для прокладки инженерных коммуникаций, т.е. вне проезжей части дорог и зеленых насаждений. В плане трасса должна быть по возможности прямолинейной и пролегать в одной стороне от проезда или застройки, так как частые пересечения линий городского транспорта удорожают сети. Пересечения тепловыми сетями рек, дорог и сооружениями различного назначения должны выполняться под прямым углом или в исключительных случаях под углом не менее 45°.
Разбивку трассы следует проводить с выбором профиля. Уклон тепловых сетей должен быть не менее 0,002,ответвления к отдельным зданиям выполняются с уклоном от зданий к ближайшей камере. При этом должны выдерживаться заглубления тепловых сетей от поверхности земли не менее: 0,5 м - до верха перекрытий каналов; 0,3м до верха перекрытий камер; 0,7 м – до верха оболочки бесканальныхпрокладок.Уменьшение заглубления сетей допускается лишь при высоком уровне грунтовых вод[1]. Ломаный профиль и частые повороты трассы удорожают сети из-за устройства камер для размещения воздушников, дренажей и других элементов для обслуживания сетей. В связи с этим для исполнения принимается вариант с минимальным числом камер на трассе, с максимальным приближением профиля к прямой линии с уклоном ее к горизонту при минимальном объеме земляных работ.
При выборе схемы магистральных тепловых сетей необходимо учитывать обеспечение надежности и экономичности их работы. Следует стремиться к наименьшей протяженности тепловых сетей, к меньшему количеству тепловых камер, применяя, по возможности, двухстороннее подключение кварталов. При прокладке в районе города двух и более крупных магистралей от одного источника следует предусматривать, при необходимости, устройство резервных перемычек между магистралями. Водяные тепловые сети следует принимать, как правило, двухтрубными, подающими теплоноситель одновременно на отопление, вентиляцию, горячее водоснабжение и технологические нужды.


Библиографический список:

1. СНиП 2.01.01 - 82. Строительная климатология и геофизика. Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1983.
2. СНиП 2.07.01 - 89. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. - М.: Государственный строительный комитет СССР, 1989.
3. СниП 2.04-05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. - М: Минстрой России, 1990.
4. СНиП 11-04.01-85. Горячее водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1986.
5. СНиП 2.04.07 - 86. Тепловые сети. - М.: Государственный строительный комитет СССР,1987.
6. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей / Под редакцией А.А.Николаева. - М: Стройиздат, 1965.






2