Расчет системы теплоснабжения жилого городского микрорайона

В водоводяных подогревателях, установленных в узлах присоединения отопительных установок этих зданий к тепловой сети, пьезометрический статический напор со стороны греющей воды составит 80 - 0 = 80 м, что меньше допустимого значения (100 м).

3. Присоединение отопительных установок всех групп зданий к тепловой сети по независимой схеме, но разделение системы теплоснабжения на две статические зоны: одна на уровне ММ для группы зданий А и В, другая на уровне SS для группы зданий С. Для этой цели необходимо в сети между участками В и С установить разделительное устройство, схема которого показана на рис. 2, б.

При прекращении циркуляции воды в сети закрывается обратный клапан или затвор 8, установленный на подающей линии сети, а также регулятор давления «до себя» (РДДС) 9, настроенный на пьезометриче ский напор Н_С, установленный на обратной линии тепловой сети. Таким образом, при прекращении циркуляции зона С отделяется от остальной сети. Поддержание заданного статического напора в тепловой сети зоны С осуществляется подпиточным насосом ВЗ и регулятором подпитки В5. В подпиточный насос ВЗ поступает вода из тепловой сети нижней зоны. Поддержание заданного статического напора в тепловой сети нижней зоны осуществляется подпиточным насосом Н3 и регулятором подпитки Н5. При гидродинамическом режиме системы теплоснабжения пьезометрические напоры в любой точке системы при любом расходе воды также должны удовлетворять вышеуказанным условиям.

При построении графика гидродинамических напоров на него наносят уровни допустимых максимальных и минимальных пьезометрических напоров для подающей и обратной линий системы. Действительные пьезометрические напоры при любом режиме работы системы теплоснабжения не должны выходить за эти предельные уровни.

Поскольку допустимые напоры являются пьезометрическими, т.е. отсчитываются от оси трубопроводов, линии допустимых напоров для тепловой сети следуют за рельефом местности, так как при построении графика напоров обычно условно принимают, что оси трубопроводов тепловых сетей совпадают с поверхностью земли. При построении линии допустимых напоров для оборудования, имеющего существенные вертикальные габариты, максимальный пьезометрический напор отсчитывают от нижней точки, а минимальный -- от верхней точки этого оборудования. В частности, для пиковых водогрейных котлов максимально допустимый пьезометрический напор отсчитывают от нижней точки котла, которую условно принимают совпадающей с поверхностью земли, а минимально допустимый напор -- от верхнего коллектора котла, отметка которого по отношению к нижней точке котла обычно выше на 10 - 15 м. В связи с возможным локальным нагревом воды в отдельных трубках котла выше расчетной температуры, минимально допустимый пьезометрический напор в выходном коллекторе определяют по температуре кипения воды, превышающей на 30 ^?С расчетную температуру в выходном коллекторе котла.

Максимально допустимый гидравлический пьезометрический напор обычно определяют:

· для подающей линии системы - из условия механической прочности оборудования тепловой сети (трубы, арматура) и источника теплоты (пароводяные подогреватели, водогрейные котлы);

· для обратной линии при зависимой схеме присоединения абонентов - из условия механической прочности теплоиспользующего оборудования абонентских установок (отопительные и вентиляционные приборы); при независимой схеме соединения абонентов - из условия механической прочности водоводяных подогревателей.

Минимально допустимый гидродинамический пьезометрический напор обычно определяют:

· для подающей линии - из условия защиты от вскипания воды;

· для обратной линии - из условия предупреждения возникновения вакуума (давления меньше 0,1 МПа) в системе, а также предупреждения кавитации на всасывающей стороне насосов.

Желательно, чтобы при зависимой схеме присоединения линия действительных полных гидродинамических напоров в подающем трубопроводе не пересекала линию статических напоров. Тогда в узлах присоединения отопительных установок к тепловой сети не требуется сооружать повысительные насосные подстанции, что упрощает систему теплоснабжения и повышает надежность ее работы. Линия действительных полных гидродинамических напоров обратной магистрали тепловой сети, как правило, пересекает линию статических напоров.

Однако это обстоятельство не усложняет сооружение и эксплуатацию системы, так как поддержание более высокого пьезометрического напора в абонентских установках по сравнению с напором в обратном трубопроводе тепловой сети при циркуляции воды в сети достигается путем включения на обратной линии в узле присоединения абонента регулятора давления «до себя».

Желательно, чтобы располагаемый напор, т.е. разность гидродинамических напоров в подающей и обратных линиях сети на ГТП или МТП, был равен или даже несколько превышал суммарную потерю напора в абонентских установках и в тепловой сети между установками и ГТП и МТП. В противном случае приходится устанавливать на тепловых пунктах насосные установки, что усложняет эксплуатацию и снижает надежность системы теплоснабжения.

На рис. 3 показано построение графика гидродинамических напоров системы теплоснабжения, для которой выбор линии статических напоров ММ рассмотрен на рис. 2.

Рис. 3. Построение графика гидродинамических напоров системы теплоснабжения

а -- график гидродинамических напоров; б -- принципиальная схема; остальные обозначения те же что и на рис. 2

Расчетная температура в подающей линии тепловой сети задана равной 150 ^?С. Полный статический напор для этой системы принят 60 м. Отопительные установки абонентов группы С, расположенные в высокой зоне, присоединяются к тепловой сети по независимой схеме.

Линия П_м показывает максимально допустимые напоры в подающей линии системы теплоснабжения от подающего коллектора на ТЭЦ до абонентских вводов. Напор в точке П₁ на выходе воды из водогрейного котла 7 определяется из условия механической прочности пиковых котлов. Допустимое давление для водогрейных котлов 2,5 МПа. С учетом гидравлических потерь в котле максимально допустимый пьезометрический напор на выходе из котла принят 220 м. Максимально допустимый напор (линия П_б) в подающем теплопроводе на участке П₂ -- П₇ определен из условия, что допустимое давление в трубопроводах и арматуре подающей линии составляет 1,6 МПа, вследствие этого пьезометрический напор должен быть равен 160 м.

Линия П_м показывает минимально допустимые напоры в подающей линии системы. Минимально допустимый напор в точке П₁ определен при условии невскипания в верхней точке водогрейного котла, находящейся на геодезической отметке 15 м при температуре воды 150 + 30 = 180 ^?С, что определяет минимальный пьезометрический напор в этой точке котла равный 92 м или полный напор по отношению к геодезической отметке 0 равный 107 м.

Из условия не вскипания воды при ее температуре 150 ^?С минимально допустимый пьезометрический напор в подающей линии тепловой сети на участке П₂ - П₇ должен составлять 40 м.

Действительная линия гидродинамических напоров подающей линии тепловой сети при любом режиме ее работы не должна выходить за пределы напоров, ограниченных линиями П_б и П_м. В данном случае действительный график гидродинамических напоров подающей линии системы показан линией П.

Линия О₆ показывает максимально допустимые напоры в обратной линии системы теплоснабжения от абонентских вводов до входного коллектора теплофикационного пароводяного подогревателя 6 на ТЭЦ. По условиям механической прочности отопительных чугунных радиаторов допустимые пьезометрические напоры в обратной линии тепловой сети на участке 01 - 05, на котором абонентские установки присоединены по зависимой схеме, составляют 60 м, а по условиям механической прочности водоводяных подогревателей допустимые пьезометрические напоры на участке 06 - 07, где абонентские установки присоединены по независимой схеме, составляют 140 м.

Линия О_м показывает минимально допустимые пьезометрические напоры в обратной линии системы теплоснабжения при условии, что избыточное давление в трубопроводах тепловой сети и на всасывающей линии насосов достаточно для предупреждения подсоса воздуха и кавитации. Минимально допустимый пьезометрический напор в обратной линии тепловой сети принят 5 м.

Поскольку действительный гидродинамический пьезометрический напор в подающем коллекторе на ТЭЦ после пикового водогрейного котла принят 150 м, то с учетом гидравлических потерь в котле гидродинамический пьезометрический напор перед котлом должен составить 170 м, что значительно превышает допустимый пьезометрический напор для пароводяного подогревателя 6, равный 140 м.

Для обеспечения требуемого пьезометрического напора в подающем коллекторе ТЭЦ (без превышения допустимого давления в пароводяном подогревателе) в схеме теплоподготовительной установки ТЭЦ предусмотрены два последовательно включенных сетевых насоса 1 и 2.

Предвключенный, или бустерный, насос 2 создает в системе напор, необходимый для компенсации гидравлических потерь в пароводяном подогревателе 6 и защиты от кавитации сетевого насоса 1, при расчетной температуре после пароводяного подогревателя. Сетевой насос 1 создает напор, необходимый для компенсации гидравлических потерь в пиковом водогрейном котле, тепловой сети и абонентских установках.

График действительных гидродинамических напоров в обратном трубопроводе системы теплоснабжения при любом режиме работы не должен выходить за пределы линий О_б и О_м. В данном случае он изображен линией О.

Размещено на Allbest.ru