Расчет теплопотребления

 

                           2. СХЕМА ТЕПЛОВОЙ СЕТИ

 

Для выполнения гидравлического  расчета необходимо знать расстояние между источником тепла и абонентами, которые определяются по генплану района теплоснабжения. Генплан разрабатывается  студентами самостоятельно, при этом следует учитывать особенности  местности заданного района теплоснабжения. Пример генплана района теплоснабжения в сельской местности приведен на рис. 2. В том случае, если район  теплоснабжения расположен в городе, можно задаваться перепадом высот. На генплане изображается роза ветров для зимнего и летнего месяцев, повторяемость ветров по направлениям приведена в приложении 9.

Размещение источника  и потребителей тепла должно учитывать  господствующее направление ветров.

При выборе плана и профиля  теплотрассы необходимо руководствоваться  следующими положениями:

1. Надземная прокладка,  как наиболее дешевая, рекомендуется  для производственных объектов  и незастроенных районов, а  также для заболоченных и сильно  пересеченных местностей. Она осуществляется  на эстакадах  или отдельных  стойках.

2.  Подземная прокладка  применяется для городских районов  подлежащих  застройке. Подземная  прокладка в проходных и непроходных  каналах усложняет условия дренирования  сетей каналов, удорожает сооружение сетей.   

3. Пересечение теплотрассой  различных инженерных сооружений  требует специальных приспособлений  и средств зашиты, поэтому пересечения должно быть (по возможности ) под прямым углом с выдержкой необходимых зазоров между сооружениями и трубопроводами.

 

 

 

 

 

              3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ СЕТЕВОЙ ВОДЫ

 

Расчетный часовой расход воды для определения диаметров  труб в водяных тепловых сетях  при центральном качественном регулировании  отпуска тепла должен определяться отдельно для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения с последующим суммированием, по приведенным ниже формулам.

          Расчетный часовой расход воды на отопление:

                              (3.1)

(0-1)     

(1-2)    

(1-3)   

Расчетный часовой расход воды на вентиляцию:

                                   (3.2)

где: и - максимальные расходы тепла соответственно на отопление и вентиляцию предприятия и жилого района, кДж/с;

                  с - теплоемкость воды (приложение 10), кДж/(кг.град);

              - температуры воды в подающей я обратной линиях водяном тепловой сети при температуре наружного воздуха ,°С.

              - температуры воды в подающей и обратной линиях при температуре наружного воздуха , могут приниматься равными соответственно и °С.

      

При одновременной подаче тепла по двухтрубным водяным  тепловым сетям на отопление и  вентиляцию и горячее водоснабжение  должно принимается центральное  качественное регулирование отпуска  тепла. При этом температура воды в обратном трубопроводе должна приниматься  =  70°С - для закрытых систем теплоснабжения и    = 60°С - для открытых систем теплоснабжения.[8]

      Расчетный часовой расход воды на вентиляцию:

  (0-1)       

(1-2)        

(1-3)         

          Расчетный расход воды на горячее водоснабжение при открытых системах теплоснабжения: 

 

                                  (3.3)

 

где: и - температуры воды, поступающей в систему горячего водоснабжения потребителей и холодной водопроводной воды

( см. выше), °С.

      

      Летний период:       

  (0-1)   

  (1-2)  

    (1-3) 

  Зимний период:

(0-1)   

  (1-2)  

  (1-3) 

      При открытых  системах  теплоснабжения расчетные   расходы  воды получаются в  ряде  случаев различными для   подающей и обратной линий.  Однако  подающие  и обратные  линии сети  обычно прокладываются  одного диаметра. Расчетный  расход  воды для таких тепловых  сетей   должен  выбираться из условия,  чтобы  суммарная потеря  напора  при расходе  воды  в подающей ( Gо + Gв + Gгв) и обратной линиях ( Gо + Gв) был равен  суммарной потере напора  при одинаковом расходе  воды в подающей и обратной линиях. Этот  расчетный расход  воды , по которому  и следует выбирать  диаметры  тепловой  сети при открытой  системе:

 

= ,кг/с.                           (3.4)

          где: G_ов = G_{о +} G_в – суммарный расход сетевой воды  на отопление и вентиляцию.

1. G_ов = 1224,06+113,365=1337,425 к

 

(1-2) G_ов =1207,20+94,453=1301,653 кг/с

(1-3) G_ов=15,092+16,649=31,741 кг/с        

 

(0-1) = =1329,14 кг/с

(1-2) = =1301,6 кг/с

(1-3) = =24,89кг/с

   Расчетный расход  воды не определяется для каждого участка тепловой сети. Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.

   Таблица 2. -   Расчетные расходы воды.

Номер участка.	Расчетные расходы воды, кг/с.
	Gо	Gв	Gгв	Gр
0 – 1 1 – 2 1 – 3	1224,06 1207,2 15,092	113,365 94,453 16,649	7,61/9,005 0,04/0,05 7,57/8,95	1329,14 1301,6 24,89

        

 

  4.   ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГРАФИК

На пьезометрическом графике  в определенном масштабе наносится  рельеф местности,  высота присоединенных зданий, напор в сети.

При зависимой схеме присоединения  отопительных установок к тепловой сети,  полный статический напор  определяется из условия обеспечения  в верхних точках наиболее высоко расположенных отопительных установок избыточного давления не менее 0,05 МПа(5м.вод.ст.), по выражению

 

                                          (4.1)

 

где: - геодезическая отметка, на которой расположено здание, м.

                  L- высота здания, м.

Под полным статическим напором  находятся все элементы системы теплоснабжения, однако пьезометрический статический напор неодинаков для различных элементов системы теплоснабжения. Для каждого элемента системы пьезометрический статический напор можно определить по выражению:

 

,м.                                            (4.2)

          где:  - геодезическая отметка каждого элемента системы.

Величина полного напора на подающем коллекторе станции будет равна:

 

                                       (4.3)

 

где: - напор развиваваемый сетевым насосем, м.

Отсюда следует, что величина  должна предварительно задаваться   по двум условиям:

     - величина   не должна выходить за пределы ограниченными линиями П_б и П_м(см.рис.6), с учетом  возможного увеличения   Н_п   на 25%   при испытаниях  системы,

     - величина      зависит от   , следовательно необходимо ориентироваться на напоры развиваемые существующими насосами, с учетом производительности этих насосов(характеристики сетевых насосов приведены   в приложении 41).

Тогда располагаемый напор  на коллекторах станции будет  равен:

 

                     (4.4)

 

          где:  - потеря напора сетевой воды в теплоподогревательной установке станции, пиковой котельной и станционных коммуникациях (обычно 20-25 м).

Задавшись располагаемым  напором на коллекторах станции  и располагаемым напором у абонентов   можно определить располагаемую потерю напора на трение в трубопроводах тепловой сети.

 

                                     (4.5)

 

В двухтрубной закрытой системе  теплоснабжения эта потеря напора распределяется поровну между подающей и обратной линиями тепловой сети:

                                 (4.6)

 

где: и - соответственно потеря напора в подающей и обратной линиях тепловой сети, м.

 

 

 

ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ГРАФИК:

           

            

            

 

 

5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ  ВОДЯНОЙ ТЕПЛОВОЙ  СЕТИ

 

Задачами гидравлического  расчета водяной тепловой сети является определение диаметров трубопроводов на всех участках, определение падения давления (напора) в подающей и обратной линиях, определение напора сетевого насоса, построение пьезометрического графика.

Расчет диаметров водяных  сетей производится по максимальной тепловой нагрузке на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в  зимнее время. Независимо от результатов  расчета наименьшие диаметры труб принимаются: для распределительных сетей 50 мм и для ответвлений к отдельным  зданиям 25 мм.

 

5.1. Предварительный расчет.

 

Выбирается расчетная  магистраль, т.е. направление от станции  до одного из абонентов, которое характеризуется  наименьшим удельным падением давления. В примере приведенном на рис.3 и рис.4  магистральной  трассой  будет направление 0-1-2, так как   располагаемые  напоры у абонентов 2 и 3  приняты  одинаковыми, а  абонент 2  является  наиболее удаленным.

      Расчет начинается с начального участка расчетной магистрали (0-1). По формуле Б.Я.Шифринсона определяется предварительное значение средней доли местных потерь давления на данном участке:

 

                                    (5.1)

 

где: - расход теплоносителя на  рассматриваемом участке 0-1, кг/с;

z - постоянный коэффициент, зависящий от вида теплоносителя. Для воды рекомендуется принимать   z = 0,03…0,05

 

            

            

            

Предварительное значение удельного  линейного падения давления на участке 0-1, т. е. падение давления на единицу длины трубопровода определяется по формуле:

                          (5.2)

 

где: - объемная плотность воды (приложение 10), кг/м3;

                  g  - ускорение свободного падения, м/с²;

                  - потеря напора на всей длине трассы 0-1-2, м.

                        

                        

 

                        

 

                        

 

Принимается равной потере напора в подающей линии  ;

                  - длина трубопровода на трассе 0-1-2,м.

Определяется предварительное  значение диаметра трубопровода на участке 0-1

                                  (5.3)

где: - постоянный расчетный коэффициент для определения диаметра трубопровода (приложение II).

                                    

                                     

                                      

 

                        5.2.   Проверочный   расчет

 

Тогда количество компенсаторов  установленных на участке 0-1 будет равно:

                                   (5.4)

где:    - длина рассматриваемого участка, м;

                     - расстояние между неподвижными опорами, м.

                       

 

                       

 

                       

 

               В тех случаях, когда паропровод  проложен совместно с водяными  линиями, необходимо расстояние  между неподвижными опорами выбирать с учетом обоих теплопроводов.