Гидравлический расчёт тепловой сети

Размещено на http://allbest.ru

Гидравлический расчет тепловой сети

Гидравлический расчет производят в следующей последовательности:

1. Выбирают на трассе тепловых сетей главную магистраль - наиболее протяженную и загруженную, соединяющую источник теплоснабжения с дальними потребителями.

2. Разбивают тепловую сеть на расчетные участки, проставляют номера (сначала по главной магистрали, затем по ответвлениям), определяют расчетные расходы теплоносителя и измеряют длину участков.

3. Задавшись удельными потерями давлений на трение , исходя из расходов теплоносителя на участках, по номограмме (приложение 10) , составленным для труб с коэффициентом эквивалентной шероховатости k_e = 0,0005 мм, находят диаметр трубопроводов, действительные удельные потери на трение и скорость движения теплоносителя, которая должна быть не более 3,5 м/c.

4. Определив диаметры расчетных участков тепловой сети, разрабатывают монтажную схему теплопроводов, размещая по трассе запорную арматуру, неподвижные опоры, компенсаторы.

5. По монтажной схеме устанавливают местные сопротивления на расчетных участках и находят сумму коэффициентов местных сопротивлений и их эквивалентные длины, в зависимости от диаметра трубопровода.

6. Определяют приведённую длину расчетного участка тепловой сети

7. Находят потери давления на расчетных участках тепловой сети



1. Определение расходов сетевой воды

Расчетный расход сетевой воды, т/ч, в закрытых системах теплоснабжения для определения диаметров труб в водяных тепловых сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения по формулам:

На отопление:

где и - температуры в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования систем отопления и вентиляции.

На вентиляцию:

Расчетные расходы сетевой воды на горячее водоснабжение, т/ч зависят от схемы присоединения водоподогревателей. При двухступенчатой схеме присоединения расход воды определяют по следующим формулам:

где среднечасовой расход воды на горячее водоснабжение, т/ч.

и температура в подающем и обратном теплопроводах в точке излома графиков температур воды.



Формулы для определения расчетного расхода сетевой воды при параллельной схеме присоединения подогревателей приведены в [2].

Суммарный расчетный расход сетевой воды, т/ч, в двухтрубных тепловых сетях при качественном регулировании по отопительной нагрузке:

где коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение, принимается в зависимости от мощности системы теплоснабжения (k=1,0 при k=1,0 при ).

Для потребителей с тепловым потоком 10 МВт и менее суммарный расчетный расход воды следует определять по формуле:

При центральном качественном регулировании отпуска теплоты по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения расчетный расход сетевой воды определяется как сумма расходов воды на отопление и вентиляцию без учета нагрузки горячего водоснабжения:

Расчетный расход сетевой воды в неотопительный период, т/ч определяется по формуле:



где определяют по формуле (33), с учётом того, что максимальную тепловую нагрузку на горячее водоснабжение определяют с учётом повышения температуры холодной воды до 15 ^oC;

коэффициент, учитывающий изменение расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному, принимаемый для жилищно-коммунального сектора равным 0,8. Для курортных и южных городов , для промышленных предприятий .

Пример 4: Для двух кварталов района города определить расчетный суммарный расход сетевой воды. Данные по расчетным тепловым потокам взять из примера 1. Температура воды в подающем трубопроводе , в обратном Регулирование отпуска теплоты производится по совмещенной нагрузке на отопление и горячее водоснабжение.

Решение: Расчетный расход сетевой воды на отопление для квартала №1 найдем по формуле (30):

По формуле (31) для квартала №1 найдем расчетный расход воды на вентиляцию:

Примечание. Расчетные тепловые потоки взяты с учетом 5% потерь теплоты в окружающую среду.

Суммарный расчетный расход сетевой воды рассчитаем по формуле (36):



Аналогичные расчеты произведем и для квартала №2, и результаты занесём в таблицу 4:

Таблица 4 - Расчетные расходы сетевой воды для двух кварталов района города

№ квартала
1	92	11	103
2	153	18	171
	Итого:	274

2. Определение потерь давления на участках тепловой сети

Потери давления, Па на участках тепловой сети складываются из потерь давления на трение по длине трубопровода (линейные потери) и в местных сопротивлениях:

Потери давления на трение определяются по формуле:

где длина участка трубопровода, м;

удельные потери давления, Па/м, определяются по формуле:

где коэффициент трения;

внутренний диаметр участка трубопровода, м;

плотность теплоносителя, кг/м³;

скорость движения теплоносителя, м/с.

Потери давления в местных сопротивлениях определяют по формуле:

где сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Потери давления в местных сопротивлениях могут быть также вычислены по формуле:

где эквивалентная длина местных сопротивлений, которую определяют по формуле:

При известном располагаемом давлении для всей сети, а также для ответвлений предварительно определяют ориентировочные средние удельные потери давления , Па/м:

где суммарная протяженность расчетной ветви (ответвления), на потери давления, в которой используется величина .

коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях. Различные значения коэффициента приведены в [11, табл. 6.2].

При неизвестном располагаемом перепаде давления удельные потери давления на участках главной магистрали могут быть приняты в пределах 30-80 Па/м, для ответвлений - по располагаемому перепаду давления, но не более 300 Па/м.

Невязка между потерями давления в ответвлениях и располагаемым давлением не должна превышать 10%. Если такая увязка невозможна, то излишний напор на ответвлениях должен быть погашен соплами элеваторов, дроссельными диафрагмами и авторегуляторами потребителей.

Конечные результаты гидравлического расчета следует перевести в м.вод.ст., если по его данным предполагается построение пьезометрического графика.

Пример 5: Определить потери давления на участках 1, 2, 3 расчетной схемы магистральной тепловой сети (рисунок 5) . Суммарный расчетный расход сетевой воды для всех участков взять из примера 4. Для компенсации температурных деформаций предусмотреть сальниковые компенсаторы.

Рисунок 5. Расчетная схема магистральной тепловой сети

Решение:

1. Вначале производим расчет главной магистрали. Для участков 1, 2 исходя из расчетных расходов сетевой воды и нормируемым потерям давления R=30-80 Па/м по номограмме (приложение 10) определяем диаметры труб, действительные значения удельных потерь R_д и скорость движения теплоносителя щ и результаты занесем в таблицу 5.

Таблица 5 - Гидравлический расчет тепловой сети

№ участка	G, т/ч	Длина, м	dн xS, мм	щ, м/с,	Rд, Па/м	P, Па	H, м
		L	Lэ	Lп
1	274	800	55	855	325x8	1,05	38	32490	3,31
2	171	1000	45	945	273x7	0,87	33	34485	3,52
3	103	700	46	746	219x6	0,89	44	32824	3,35

2. По известным диаметрам на участках главной магистрали определим сумму коэффициентов местных сопротивлений , их эквивалентные длины , приведенные длины, а также потери давления:

На участке №1 имеется головная задвижка (, тройник на проход при разделении потока (. (Значения коэффициентов местных сопротивлений определяются по приложению 11).

Количество сальниковых компенсаторов на участке №1 определим в зависимости от длины участка L и максимального допустимого расстояния между неподвижными опорами.

По приложению 12 для D_у = 300 мм это расстояние составляет 100 м. Следовательно на участке № 1 длиной 800 м необходимо предусмотреть 8 сальниковых компенсаторов.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке составляет:

По приложению 13 эквивалентная длина при k_э = 0,0005 м составляет 14 м.

Эквивалентная длина участка №1 составит:

Определяем приведенную длину участка №1:

Определим потери давления на участке № 1:

или в линейных единицах измерения при ??=1000 кг/м³:

Аналогичный расчет выполним для участка №2 главной магистрали:

на данном участке имеется внезапное сужение трубопровода (, задвижка( , 10 сальниковых компенсаторов

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке составляет:

Эквивалентная длина участка №2 составит:

Приведенная длина участка №2:

Потери давления на участке 2:

или в линейных единицах измерения:

3. Затем приступаем к расчету ответвления. По принципу увязки

потери давления ДP от точки деления потоков до концевых точек

(кварталов) для различных ветвей системы должны быть равны между

собой. Поэтому при гидравлическом расчете ответвления необходимо стремиться к выполнению следующего условия: .

В соответствии с этими условиями найдем ориентировочные удельные потери давления для ответвления



Коэффициент , учитывающий долю потерь давления на местные сопротивления, определим по формуле:

тогда

Ориентируясь на Па/м, определим по номограмме (приложение 10) диаметр трубопроводов, действительные удельные потери давления на трение , скорость движения теплоносителя и потери давления на участке 3. (таблица 5). теплопровод вода диаметр расход длина

На участке №3 имеется внезапное сужение трубопровода (, тройник на ответвление при разделении потока , 2 задвижки , 8 сальниковых компенсаторов (

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на данном участке составляет:

Эквивалентная длина участка №3 составит:

Приведенная длина участка №3:

Потери давления на участке № 3 составят:

или в линейных единицах измерения:

Определим невязку потерь давления на ответвлении 3



Приложения



Размещено на Allbest.ru

...