Построение пьезометрического графика

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Для анализа работы тепловых сетей, выбора сетевого оборудования, схем подключения абонентов к тепловым сетям необходимо разрабатывать гидравлические режимы водяных тепловых сетей (пьезометрические графики). Они показывают изменение давления по длине трубопроводов и в элементах тепловых сетей. Гидравлические режимы следует разрабатывать для отопительных и неотопительных периодов, а также для аварийных режимов.

Пьезометрический график строят для двух режимов работы: статического, когда сетевой насос не работает, и динамического при работающем сетевом насосе. При статическом режиме циркуляция воды отсутствует, а давление ее во всех точках трубопроводов одинаково. Величина этого давления должна быть достаточной для заполнения местных систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в случае останова сетевого насоса. На практике статическое давление поддерживается работой подпиточного насоса, подключаемого к всасывающему патрубку сетевого насоса. Соответственно, давление, развиваемое подпиточным насосом, должно быть равно давлению перед сетевым насосом.

При расчете пьезометрического графика необходимо соблюдать следующие условия:

1. Статическое давление в системах теплоснабжения при теплоносителе воде не должно превышать допускаемое давление в оборудовании источника теплоты, в трубопроводах водяных тепловых сетей, в оборудовании тепловых пунктов и в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения потребителей, непосредственно присоединенных к тепловым сетям.

2. Статическое давление должно обеспечивать заполнение водой систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения потребителей, непосредственно присоединенных к тепловым сетям, в случае останова сетевого насоса.

3. Давление воды в подающих трубопроводах водяных тепловых сетей при работе сетевых насосов должно приниматься исходя из условий невскипания воды при ее максимальной температуре в любой точке подающего трубопровода, в оборудовании источника теплоты и в приборах систем потребителей, непосредственно присоединенных к тепловым сетям.

4. Давление воды в обратных трубопроводах водяных тепловых сетей при работе сетевых насосов должно быть избыточным (не менее 0, 05 МПа), не превышать допускаемого давления в системах потребителей и обеспечивать заполнение местных систем (превышать давление, создаваемое столбом воды в системах отопления многоэтажных зданий).

5. Давление и температура воды во всасывающих патрубках сетевых, подпиточных, подкачивающих и смесительных насосов не должны превышать допускаемых по условиям прочности конструкций насосов.

6. Перепад давлений на вводе двухтрубных водяных тепловых сетей в здания при определении напора сетевых насосов (при элеваторном присоединении систем отопления) следует принимать равным расчетным потерям давления на вводе и в местной системе с коэффициентом 1, 5, но не менее 0, 15 МПа.

По пьезометрическому графику видно что:

1.Напор во всасывающем патрубке сетевого насоса выше 5м во избежание ковитации.

Н_вс. = 10м > 5м

2.Линия давления в обратной магистрали расположена выше всех зданий, что обеспечивает заполнение водой всех абонентских систем отопления. Условие выполняется.

3.Напор обратной магистрали не превышает по прочности допустимого

Н_доп. = 60 м;

Н_обр. = 45, 8м;

Н_обр. < Н_доп.

Условие выполняется.

4.Напор в подающей магистрали Н_Г не превышает допустимого давления по прочности труб.

Н_доп.^тр. = 100 м;

Н_под^тр._. = 66, 7 м;

Н_под^тр._.< Н_доп.^тр.

Условие выполняется.

5.Напор в обратной магистрали в статическом и динамическом режимах не превышает по прочности допускаемое давление в элементах систем теплопотребления:

Н_обр. = 45, 8 м;

Н_доп. = 60 м;

Н_обр. < Н_доп.

Условие выполняется.

6.Давление в подающей магистрали превышает давление насыщения, т.е. условие невскипания для данной температуры теплоносителя равной 150°С соблюдается.

Выбор насосов

Для подбора любого насоса необходимо знать его производительность (подачу) и развиваемое давление (напор). При этом следует учитывать, что требуемые режимы работы (производительность и давление) должны находиться в пределах рабочей области его характеристики. По требуемой подаче и напору на сводном графике полей предварительно выбирают насос нужного типоразмера, а затем по графической характеристике уточняют правильность выбора и определяют все остальные показатели (коэффициент полезного действия, мощность на валу электродвигателя, число оборотов, диаметр рабочего колеса).

Производительность сетевого насоса равна суммарному расходу теплоносителя в тепловой сети на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение.

Давление сетевого насоса, МПа расходуется на преодоление сопротивления системы теплоснабжения

где - потеря давления в сетевом оборудовании котельной, МПа;

- потеря давления в подающей магистрали, МПа;

- потеря давления в обратной магистрали, МПа;

- потеря давления у абонента, МПа.

Потери давления определяем по пьезометрическому графику.

В двухтрубных системах теплоснабжения при наличии круглогодовой нагрузки горячего водоснабжения целесообразна установка не менее двух сетевых насосов с разными характеристиками: один для работы в холодный период с максимальной производительностью, другой – для перекачки воды в системе горячего водоснабжения в теплое время года. Производительность второго насоса:

Кроме этого обязательна установка резервного насоса.

Для компенсации утечек воды и поддержания необходимого уровня пьезометрического давления, как при статическом, так и при динамическом режиме, необходима установка подпиточного насоса.

Развиваемое им давление принимается равным давлению во всасывающем патрубке сетевого насоса и определяется положением пьезометрической линии в обратной магистрали. Расход подпиточного насоса, м³/ч в зависимости от вида системы теплоснабжения определяется по формулам:

- для подпитки закрытой тепловой сети

;

- для подпитки открытой тепловой сети

где V – объем воды в системе теплоснабжения, м³;

- максимальный расход воды на горячее водоснабжение, м³/ч.

Объем воды в системе теплоснабжения может быть определен по фактическим размерам труб (длине и диаметру) или по удельным показателям, определяющим объем воды, приходящийся на единицу тепловой мощности. Объем воды определяется для всех элементов системы теплоснабжения: котельной, наружных трубопроводов, местных абонентских систем. Удельные объемы воды, м³/МВт можно принять равными:

Для котельной ;

Для наружных трубопроводов ;

Для систем отопления ;

Для систем вентиляции ;

Для систем горячего водоснабжения ;

, , , ;

С учетом изложенного объем воды может быть определен по формуле

где - суммарный расчетный расход теплоты в системе теплоснабжения, МВт;

, , – расчетные расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, соответственно, МВт.

Минимальное число рабочих подпиточных насосов принимается равным: в закрытых системах – один, в открытых – два. В обоих случаях предусматривается один резервный насос той же производительности.

В системах теплоснабжения в качестве сетевых циркуляционных и подпиточных насосов могут использоваться насосы следующих типов:

1. СЭ –горизонтальные спирального типа с рабочими колесами двойного входа одноступенчатые. Насосы типа СЭ используют в качестве сетевых в крупных системах теплоснабжения и устанавливают на подающих трубопроводах тепловых сетей для перекачивания перегретой воды с температурой до 180°С и с рабочим давлением на входе насосов от 0, 4 до 2, 5 МПа.

2. Д –горизонтальные одноступенчатые с полуспиральным подводом жидкости к рабочему колесу. Предназначены для воды с температурой не выше 85°С и максимальным подпором 20 м вод.ст.

3. К – Центробежные насосы консольного типа.

Характеристики насосов для тепловых сетей приведены в справочной литературе [3-5].

Расчет сетевого насоса:

, (МПа);

Объем перекачиваемой воды для зимних условий:

, (т/час);

Объем перекачиваемой воды для летних условий:

, (т/час);

Выбираем два сетевых насоса:

Для зимнего периода два насоса марки Д630-90 с параметрами: диаметр рабочего колеса – 450, номинальная подача – 630 м³ /час, полный напор – 63 м, КПД – 75%, Мощность на валу насоса – 365 кВт.

Для летнего периода Д200-95 с параметрами: диаметр рабочего колеса – 240, номинальная подача – 200 м³ /час, полный напор – 64 м, КПД – 85%, Мощность на валу насоса – 70 кВт.

Также предусматривается один резервный насос марки Д630-90 и один резервный марки Д200-95.

Расчет подпиточного насоса:

, (МПа);

Объем перекачиваемой воды:

, (м³ ), , (м³ ),

, (м³ ), , (м³ );

, (т/ч);

Выбираем подпиточный насос К20/30 с параметрами: диаметр рабочего колеса – 162, номинальная подача – 20 м³ /час, полный напор – 30 м, КПД – 64%, Мощность на валу насоса – 2, 7 кВт.

Предусматривается резервный насос такой же марки.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒