Piezometrijski graf toplinske mreže. Pritisak u vodoopskrbnim sustavima

Dostupni pad tlaka za stvaranje cirkulacije vode, Pa, određen je formulom

gdje je DPn stvoreni tlak cirkulacijska pumpa ili dizalo, Pa;

DRe - tlak prirodne cirkulacije u taložnom prstenu zbog hlađenja vode u cijevima i uređaji za grijanje, Pa;

U crpni sustavi dopušteno je ne uzimati u obzir DRe ako je manji od 10% DPN.

Raspoloživi pad tlaka na ulazu u zgradu DPr = 150 kPa.

Proračun tlaka prirodne cirkulacije

Tlak prirodne cirkulacije koji nastaje u projektiranom prstenu okomice jednocijevni sustav S donje ožičenje, podesiv sa stražnjim dijelovima, Pa, određuje se formulom

gdje je prosječno povećanje gustoće vode s padom njezine temperature za 1 °C, kg / (m3??C);

Vertikalna udaljenost od centra grijanja do centra hlađenja

grijač, m;

Potrošnja vode u usponu, kg / h, određena je formulom

Proračun cirkulacijskog tlaka crpke

Vrijednost, Pa, odabire se u skladu s raspoloživom razlikom tlaka na ulazu i faktorom miješanja U prema nomogramu.

Raspoloživa razlika tlaka na ulazu =150 kPa;

Parametri nosača topline:

U toplovodnoj mreži f1=150?S; f2=70?S;

U sustavu grijanja t1=95?C; t2=70°C;

Omjer miješanja određujemo formulom

µ= f1 - t1 / t1 - t2 =150-95/95-70=2,2; (2.4)

Hidraulički proračun sustava za grijanje vode metodom specifičnih gubitaka tlaka trenjem

Proračun glavnog cirkulacijskog prstena

1) Hidraulički proračun glavni cirkulacijski prsten provodi se kroz uspon 15 vertikalnog jednocijevnog sustava grijanja vode s donjim ožičenjem i mrtvim kretanjem rashladne tekućine.

2) FCC dijelimo na izračunate dijelove.

3) Za preliminarni odabir promjera cijevi određuje se pomoćna vrijednost - prosječna vrijednost specifičnog gubitka tlaka zbog trenja, Pa, po 1 metru cijevi prema formuli

gdje je raspoloživi tlak u usvojenom sustavu grijanja, Pa;

Ukupna duljina glavnog cirkulacijskog prstena, m;

Faktor korekcije uzimajući u obzir udio lokalnih gubitaka tlaka u sustavu;

Za sustav grijanja s cirkulacijom crpke udio gubitaka zbog lokalnih otpora je b=0,35, do trenja b=0,65.

4) Određujemo protok rashladne tekućine u svakom odjeljku, kg / h, prema formuli

Parametri nosača topline u dovodnim i povratnim cjevovodima sustava grijanja, ?S;

Specifični maseni toplinski kapacitet vode, jednak 4,187 kJ / (kg?? S);

Koeficijent za obračun dodatnog protoka topline pri zaokruživanju iznad izračunate vrijednosti;

Obračunski koeficijent za dodatne gubitke topline grijaćim uređajima u blizini vanjskih ograda;

6) Određujemo koeficijente lokalnog otpora u izračunatim presjecima (i njihov zbroj upisujemo u tablicu 1) pomoću .

stol 1

1 parcela Zasun d=25 1kom Koljeno 90° d=25 1kom
2 parcela T-prolaz d=25 1kom
3 parcela T-prolaz d=25 1kom Koljeno 90° d=25 4kom
4 parcela T-prolaz d=20 1kom
5 parcela T-prolaz d=20 1kom Koljeno 90° d=20 1kom
6 parcela T-prolaz d=20 1kom Koljeno 90° d=20 4kom
7 parcela T-trojka za prolaz d=15 1kom Koljeno 90° d=15 4kom
8 parcela T-trojka za prolaz d=15 1kom
9 parcela T-prolaz d=10 1kom Koljeno 90° d=10 1kom
10 zemljište T-trojka za prolaz d=10 4kom Koljeno 90° d=10 11kom Dizalica KTR d=10 3 kom Radijator RSV 3 kom
11 parcela T-prolaz d=10 1kom Koljeno 90° d=10 1kom
12 parcela T-trojka za prolaz d=15 1kom
13 parcela T-trojka za prolaz d=15 1kom Koljeno 90° d=15 4kom
14 parcela T-prolaz d=20 1kom Koljeno 90° d=20 4kom
15 parcela T-prolaz d=20 1kom Koljeno 90° d=20 1kom
16 parcela T-prolaz d=20 1kom
17 parcela T-prolaz d=25 1kom Koljeno 90° d=25 4kom
18 parcela T-prolaz d=25 1kom
19 parcela Zasun d=25 1kom Koljeno 90° d=25 1kom

7) Na svakom dijelu glavnog cirkulacijskog prstena određujemo gubitak tlaka zbog lokalnih otpora Z, prema, ovisno o zbroju koeficijenata lokalni otpor Uo i brzina vode na mjestu.

8) Provjeravamo rezervu raspoloživog pada tlaka u glavnom cirkulacijskom prstenu prema formuli

gdje je ukupni gubitak tlaka u glavnom cirkulacijskom prstenu, Pa;

Sa slijepom shemom kretanja rashladne tekućine, razlika između gubitaka tlaka u cirkulacijskim prstenovima ne smije biti veća od 15%.

Hidraulički proračun glavnog cirkulacijskog prstena sažet je u tablici 1 (Dodatak A). Kao rezultat toga, dobivamo odstupanje gubitka tlaka

Proračun malog cirkulacijskog prstena

Izvodimo hidraulički proračun sekundarnog cirkulacijskog prstena kroz uspon 8 jednocijevnog sustava grijanja vode

1) Izračunavamo prirodni cirkulacijski tlak zbog hlađenja vode u grijačima uspona 8 prema formuli (2.2)

2) Odredite protok vode u usponskom vodu 8 prema formuli (2.3)

3) Određujemo raspoloživi pad tlaka za cirkulacijski prsten kroz sekundarni uspon, koji bi trebao biti jednak poznatim gubicima tlaka u MCC sekcijama, prilagođen za razliku prirodnog cirkulacijskog tlaka u sekundarnom i glavnom prstenu:

15128.7+(802-1068)=14862.7 Pa

4) Nalazimo prosječnu vrijednost linearnog gubitka tlaka prema formuli (2.5)

5) Na temelju vrijednosti, Pa/m, protoka rashladne tekućine u području, kg/h, i najvećih dopuštenih brzina rashladne tekućine, određujemo preliminarni promjer cijevi du, mm; stvarni specifični gubitak tlaka R, Pa/m; stvarna brzina rashladnog sredstva V, m/s, prema .

6) Određujemo koeficijente lokalnog otpora u izračunatim presjecima (i njihov zbroj upisujemo u tablicu 2) prema .

7) U presjeku malog cirkulacijskog prstena određujemo gubitak tlaka zbog lokalnih otpora Z, po, ovisno o zbroju koeficijenata lokalnog otpora Uo i brzine vode u presjeku.

8) Hidraulički proračun malog cirkulacijskog prstena sažet je u tablici 2 (Dodatak B). Provjeravamo hidrauličko balansiranje između glavnog i malog hidrauličkog prstena prema formuli

9) Određujemo potreban gubitak tlaka u peraču leptira za gas prema formuli

10) Formulom odredite promjer podloška leptira za gas

Na gradilištu je potrebno ugraditi prigušnu pločicu promjera unutarnjeg prolaza DN = 5mm

Pročitajte također: Poglavlje III: Režim koji se primjenjuje na počasne konzularne dužnosnike i konzularne urede na čelu s takvim službenicima. MS Access. Ovo polje u prikazu dizajna potrebno je za ograničavanje radnji korisnika kada je to potrebno. A. Programiranje rada girlande koja radi u načinu rada putujućeg vala Gunnovi diodni oscilatori. Konstrukcije, nadomjesna shema. Načini rada. Parametri generatora, područja primjene. AUTOMATSKA KONTROLA TEMPERATURE U BLOK PLASTENICIMA Automatska regulacija robotskog kombajna za čišćenje 1G405.

U sustavima grijanja vode opskrba potrošača toplinskom energijom provodi se odgovarajućom raspodjelom procijenjenih troškova mrežni vodovod između njih. Za provedbu takve distribucije potrebno je razviti hidraulički režim sustava opskrbe toplinom.

Svrha razvoja hidrauličkog režima sustava opskrbe toplinom je osigurati optimalno dopuštene tlakove u svim elementima sustava opskrbe toplinom i potrebne raspoložive tlakove na čvorištima toplinske mreže, u grupnim i lokalnim toplinskim točkama, dovoljne za opskrbu toplinskom energijom. potrošača s procijenjenom potrošnjom vode. Raspoloživi tlak je razlika tlaka vode u dovodnom i povratnom cjevovodu.

Za pouzdanost sustava opskrbe toplinom, sljedeće uvjete:

Nemojte prekoračiti dopuštene tlakove: u izvorima topline i grijaćim mrežama: 1,6-2,5 MPa - za grijače mreže parne vode tipa PSV, za čelične toplovodne kotlove, čelične cijevi i spojnice; u pretplatničkim jedinicama: 1,0 MPa - za sekcijske grijače tople vode; 0,8-1,0 MPa - za čelične konvektore; 0,6 MPa - za radijatore od lijevanog željeza; 0,8 MPa - za grijače;

Sigurnost nadpritisak u svim elementima sustava opskrbe toplinom kako bi se spriječila kavitacija crpki i zaštitio sustav opskrbe toplinom od propuštanja zraka. Minimalna vrijednost pretpostavlja se da je prekomjerni tlak 0,05 MPa. Iz tog razloga pijezometrijska linija povratnog cjevovoda u svim režimima mora biti smještena najmanje 5 m vode iznad točke najviše zgrade. Umjetnost.;

U svim točkama sustava grijanja mora se održavati tlak veći od tlaka zasićene vodene pare pri najvišoj temperaturi vode, osiguravajući da voda ne zavrije. U pravilu se opasnost od vrenja vode najčešće javlja u dovodnim cjevovodima toplinske mreže. Minimalni tlak u dovodnim cjevovodima uzima se prema projektnoj temperaturi mrežnog voda, tablica 7.1.

Tablica 7.1

Linija bez vrenja mora biti nacrtana na grafikonu paralelno s terenom na visini koja odgovara višku visine pri najvećoj temperaturi rashladnog sredstva.

Grafički je hidraulički režim prikladno prikazan u obliku pijezometrijskog grafikona. Piezometrijski graf je izgrađen za dva hidraulička režima: hidrostatski i hidrodinamički.

Svrha razvoja hidrostatskog režima je osigurati potreban tlak vode u sustavu opskrbe toplinom, u prihvatljivim granicama. Donja granica tlaka trebala bi osigurati da su potrošački sustavi napunjeni vodom i stvoriti potreban minimalni tlak za zaštitu sustava opskrbe toplinom od propuštanja zraka. Hidrostatski način rada razvija se s pumpama za nadopunjavanje koje rade i bez cirkulacije.

Hidrodinamički režim se razvija na temelju podataka hidraulički proračun toplinske mreže i pod uvjetom simultani rad make-up i mrežne pumpe.

Razvoj hidrauličkog režima svodi se na konstrukciju pijezometrijskog grafa koji zadovoljava sve zahtjeve za hidraulički režim. Hidraulički načini rada mreža za grijanje vode (piezometrijski grafikoni) trebaju se izraditi za razdoblja grijanja i razdoblja bez grijanja. Piezometrijski grafikon omogućuje vam: određivanje tlaka u dovodnim i povratnim cjevovodima; raspoloživi tlak u bilo kojoj točki toplinske mreže, uzimajući u obzir teren; prema raspoloživom tlaku i visini zgrada odabrati sheme povezivanja potrošača; odabrati automatske regulatore, elevatorske mlaznice, prigušne uređaje za lokalne sustave potrošača topline; odaberite glavne i dopunske pumpe.

Izrada pijezometrijskog grafa(Sl. 7.1) izvodi se na sljedeći način:

a) odabiru se mjerila po apscisnoj i ordinatnoj osi i ucrtava se teren i visina građevine konaka. Piezometrijski grafikoni se izrađuju za glavne i distribucijske toplinske mreže. Za glavne toplinske mreže mogu se uzeti mjerila: vodoravna M g 1: 10000; okomito M u 1:1000; za distribucijske toplinske mreže: M g 1:1000, M u 1:500; Nulta oznaka y-osi (osi tlaka) obično se uzima kao oznaka najniže točke toplovoda ili oznaka mrežnih crpki.

b) određuje se vrijednost statičkog tlaka koja osigurava punjenje potrošačkih sustava i stvaranje minimalne nadpritisak. To je visina najviše zgrade plus 3-5 metara vode.

Nakon nanošenja terena i visine zgrada, statična glava sustava

H c t \u003d [H zd + (3¸5)], m (7,1)

Gdje N zd je visina najviše zgrade, m.

Statička visina H st nacrtana je paralelno s apscisnom osi i ne smije prelaziti maksimalnu radnu visinu za lokalne sustave. Vrijednost maksimalnog radnog tlaka je: za sustave grijanja s čeličnim grijačima i za grijače - 80 metara; za sustave grijanja sa radijatori od lijevanog željeza- 60 metara; za neovisne sheme povezivanja s površinskim izmjenjivačima topline - 100 metara;

c) Zatim se gradi dinamički režim. Proizvoljno se odabire usisna visina mrežnih crpki Ns, koja ne smije prelaziti statičku visinu i osigurava potreban pritisak visine na ulazu kako bi se spriječila kavitacija. Rezerva kavitacije, ovisno o mjerenju pumpe, je 5-10 m.a.c.;

d) iz uvjetnog tlačnog voda na usisu crpki mreže, gubici tlaka na povratnom cjevovodu DH povrat glavnog cjevovoda toplinske mreže sukcesivno se odgađaju ( linija A-B) koristeći rezultate hidrauličkog proračuna. Veličina tlaka u povratnom vodu mora ispunjavati gore navedene zahtjeve pri izgradnji statičkog tlačnog voda;

e) zahtijevani raspoloživi tlak odgađa se kod posljednjeg pretplatnika CG ab, iz pogonskih uvjeta dizala, grijača, mješača i distribucijske toplinske mreže (vod B-C). Vrijednost raspoloživog tlaka na mjestu priključka distribucijskih mreža uzima se najmanje 40 m;

f) počevši od posljednjeg cjevovodnog čvora, gubici tlaka u opskrbnom cjevovodu glavnog voda DH ispod ( linija C-D). Tlak na svim točkama opskrbnog cjevovoda, na temelju uvjeta njegove mehaničke čvrstoće, ne smije biti veći od 160 m;

g) gubici tlaka u izvoru topline DH ut ( D-E linija) i dobiva se tlak na izlazu iz mrežnih crpki. U nedostatku podataka, gubitak glave u komunikacijama CHP-a može se uzeti kao 25 ​​- 30 m, a za područnu kotlovnicu 8-16 m.

Određuje se tlak mrežnih pumpi

Tlak nadopunskih pumpi određen je tlakom statičkog načina rada.

Kao rezultat takve konstrukcije dobiva se početni oblik piezometrijskog grafikona, koji vam omogućuje procjenu tlaka u svim točkama sustava opskrbe toplinom (slika 7.1).

Ako ne zadovoljavaju zahtjeve, promijenite položaj i oblik pijezometrijskog grafikona:

a) ako tlačni vod povratnog cjevovoda prelazi visinu zgrade ili je od nje udaljen manje od 3¸5 m, tada pijezometrijski graf treba podići tako da tlak u povratnom cjevovodu osigurava punjenje sustava;

b) ako vrijednost maksimalnog tlaka u povratnom cjevovodu prelazi dopušteni tlak u grijačima, a ne može se smanjiti pomicanjem piezometrijskog grafikona prema dolje, tada ga treba smanjiti ugradnjom pumpi za povišenje tlaka u povratnom cjevovodu;

c) ako linija koja ne vrije siječe tlačnu liniju u opskrbnom cjevovodu, tada voda može ključati iza točke sjecišta. Stoga treba povećati tlak vode u ovom dijelu toplinske mreže pomicanjem piezometarskog grafa prema gore, ako je moguće, ili ugradnjom pumpe za povišenje tlaka na dovodni cjevovod;

d) ako maksimalni tlak u opremi postrojenja za toplinsku obradu izvora topline prelazi dopuštenu vrijednost, tada se na dovodni cjevovod ugrađuju pumpe za povišenje tlaka.

Podjela toplinske mreže na statičke zone. Piezometrijski graf je razvijen za dva moda. Prvo, za statički način rada, kada nema cirkulacije vode u sustavu opskrbe toplinom. Pretpostavlja se da je sustav napunjen vodom na temperaturi od 100°C, čime se eliminira potreba za održavanjem viška tlaka u toplinskim cijevima kako bi se izbjeglo ključanje rashladne tekućine. Drugo, za hidrodinamički režim - u prisutnosti cirkulacije rashladne tekućine u sustavu.

Razvoj rasporeda počinje statičkim načinom rada. Položaj na grafu pune linije statički tlak, trebao bi osigurati priključak svih pretplatnika na toplinsku mrežu prema ovisnoj shemi. Da bi se to postiglo, statički tlak ne smije premašiti dopušteni iz stanja čvrstoće pretplatničkih instalacija i treba osigurati da lokalni sustavi budu napunjeni vodom. Prisutnost zajedničke statičke zone za cijeli sustav opskrbe toplinom pojednostavljuje njegov rad i povećava njegovu pouzdanost. Ako postoji značajna razlika u geodetskim visinama zemlje, uspostavljanje zajedničke statičke zone je nemoguće iz sljedećih razloga.

Najniži položaj razine statičkog tlaka određuje se iz uvjeta punjenja lokalnih sustava vodom i osiguravanja na najvišim točkama sustava najviših građevina smještenih u zoni najvećih geodetskih oznaka nadtlaka od najmanje 0,05 MPa. Takav se pritisak pokazuje nedopustivo visokim za građevine koje se nalaze u dijelu područja koji ima najniže geodetske oznake. U takvim uvjetima postaje neophodno podijeliti sustav opskrbe toplinom u dvije statičke zone. Jedna zona za dio područja s niskim geodetskim oznakama, druga - s visokim.

Na sl. 7.2 prikazuje pijezometrijski graf i kružni dijagram sustavi opskrbe toplinom za područje sa značajnom razlikom u geodetskim visinama terena (40m). Dio područja uz izvorište toplinske energije ima geodetske oznake nulte oznake, u rubnom dijelu područja oznake su 40m. Visina objekata je 30 i 45m. Za mogućnost punjenja sustava grijanja zgrada vodom III i IV koja se nalazi na oznaci 40 m i stvara višak visine od 5 m na najvišim točkama sustava, razina punog statičkog pada trebala bi se nalaziti na oznaci 75 m (linija 5 2 - S 2). U ovom slučaju, statička visina će biti 35 m. Međutim, visina od 75 m je neprihvatljiva za zgrade ja I II nalazi se na nuli. Za njih, dopušteni najviši položaj razine ukupnog statičkog tlaka odgovara 60 m. Dakle, u uvjetima koji se razmatraju, nemoguće je uspostaviti zajedničku statičku zonu za cijeli sustav opskrbe toplinom.

Moguće rješenje je podjela sustava opskrbe toplinom na dvije zone s različitim razinama ukupnog statičkog tlaka - donju s razinom od 50 m (linija S t-Si) i gornji s kotom 75m (linija S 2 -S2). Ovim rješenjem svi se potrošači mogu spojiti na sustav opskrbe toplinom prema ovisnoj shemi, budući da su statički tlakovi u donjoj i gornjoj zoni unutar prihvatljivih granica.

Tako da kada cirkulacija vode u sustavu prestane, razine statičkih tlakova se uspostavljaju u skladu s prihvaćenim dvjema zonama, na spoju se nalazi uređaj za odvajanje (Sl. 7.2). 6 ). Ovaj uređaj štiti mrežu grijanja od visoki krvni tlak kada se cirkulacijske pumpe zaustave, automatski ga režući u dvije hidraulički neovisne zone: gornju i donju.

Kada se cirkulacijske crpke zaustave, pad tlaka u povratnom cjevovodu gornje zone sprječava regulator tlaka "za sebe" RDDS (10), koji održava konstantan unaprijed određeni tlak HRDDS na točki odabira impulsa. Kad tlak padne, zatvara se. Pad tlaka u dovodnom vodu sprječava se pomoću a provjeriti ventil(11), koji također zatvara. Dakle, RDDS i povratni ventil dijele mrežu grijanja na dvije zone. Za napajanje gornje zone ugrađena je pumpa za povišenje tlaka (8) koja uzima vodu iz donje zone i isporučuje je u gornju. Visina koju razvija pumpa jednaka je razlici između hidrostatičke visine gornje i donje zone. Donju zonu napaja pumpa za šminkanje 2 i regulator za šminkanje 3.

Slika 7.2. Sustav grijanja podijeljen u dvije statičke zone

a - pijezometrijski graf;

b - shematski dijagram sustava opskrbe toplinom; S 1 - S 1 - linija ukupne statičke visine donje zone;

S 2 - S 2, - linija ukupne statičke visine gornje zone;

N p.n1 - tlak koji razvija dopunska pumpa donje zone; N p.n2 - tlak koji razvija dopunska pumpa gornje zone; N RDDS - visina na koju su postavljeni regulatori RDDS (10) i RD2 (9) ΔN RDDS - tlak koji se aktivira na ventilu RDDS regulatora u hidrodinamičkom načinu rada; I-IV- pretplatnici; 1-spremnik dopunske vode; 2.3 - pumpa za nadopunjavanje i regulator nadopunjavanja donje zone; 4 - uzvodna pumpa; 5 - glavni parno-vodeni grijači; 6- mrežna pumpa; 7 - vršni kotao tople vode; 8 , 9 - make-up pumpa i make-up regulator za gornju zonu; 10 - regulator pritiska "za sebe" RDDS; 11- povratni ventil

RDDS regulator je postavljen na tlak Nrdds (Sl. 7.2a). Regulator napajanja RD2 postavljen je na isti tlak.

U hidrodinamičkom načinu rada, RDDS regulator održava tlak na istoj razini. Na početku mreže nadopunska pumpa s regulatorom održava tlak H O1. Razlika između ovih visina koristi se za svladavanje hidrauličkog otpora u povratnom cjevovodu između uređaja za razdvajanje i cirkulacijske pumpe izvora topline, ostatak tlaka se oslobađa u prigušnoj podstanici na RDDS ventilu. Na sl. 8.9, a ovaj dio tlaka prikazan je vrijednošću ΔN RDDS. Prigušna podstanica u hidrodinamičkom načinu rada omogućuje održavanje tlaka u povratnom vodu gornje zone ne niže od prihvaćene razine statičkog tlaka S 2 - S 2 .

Piezometrijske linije koje odgovaraju hidrodinamičkom režimu prikazane su na sl. 7.2a. Najveći tlak u povratnom cjevovodu kod potrošača IV je 90-40 = 50m, što je prihvatljivo. Tlak u povratnom vodu donje zone također je u prihvatljivim granicama.

U opskrbnom cjevovodu maksimalni tlak iza izvora topline iznosi 160 m, što ne prelazi dopušteni iz uvjeta čvrstoće cijevi. Minimalna piezometrijska visina u dovodnom cjevovodu je 110 m, što osigurava da rashladna tekućina ne prekipi, budući da je pri projektiranoj temperaturi od 150 ° C minimalni dopušteni tlak 40 m.

Piezometrijski grafikon razvijen za statičke i hidrodinamičke načine pruža mogućnost povezivanja svih pretplatnika prema ovisnoj shemi.

ostalo moguće rješenje hidrostatski način rada sustava za opskrbu toplinom prikazan na sl. 7.2 je veza dijela pretplatnika prema neovisnoj shemi. Ovdje mogu postojati dvije opcije. Prva opcija- postaviti ukupnu razinu statičkog tlaka na 50 m (linija S 1 - S 1), a građevine koje se nalaze na gornjim geodetskim oznakama povezati prema samostalnoj shemi. U ovom slučaju, statički tlak u grijačima voda-voda zgrada u gornjoj zoni na strani rashladne tekućine bit će 50-40 = 10 m, a na strani grijane rashladne tekućine bit će određen po visini zgrada. Druga opcija je postaviti ukupnu razinu statičkog tlaka na oko 75 m (linija S 2 - S 2) pri čemu su zgrade gornje zone povezane prema ovisnoj shemi, a zgrade donje zone - prema neovisnoj shemi. jedan. U ovom slučaju, statička visina u grijačima voda-voda na strani rashladne tekućine za grijanje bit će 75 m, tj. manja od dopuštene vrijednosti (100 m).

Glavna 1, 2; 3;

dodati. 4, 7, 8.

Generalni principi hidraulički proračun cjevovoda sustava grijanja vode detaljno su opisani u odjeljku Sustavi grijanja vode. Također su primjenjivi za izračun toplinskih cjevovoda toplinskih mreža, ali uzimajući u obzir neke od njihovih značajki. Dakle, u proračunima toplinskih cjevovoda uzima se turbulentno kretanje vode (brzina vode je veća od 0,5 m / s, para je veća od 20-30 m / s, tj. kvadratno područje izračuna), vrijednosti ekvivalentne hrapavosti unutarnja površinačelične cijevi velikih promjera, mm, prihvaćaju se za: parne vodove - k = 0,2; vodovodna mreža - k = 0,5; cjevovodi kondenzata - k = 0,5-1,0.

Procijenjeni troškovi rashladne tekućine za pojedine dijelove mreže grijanja određuju se kao zbroj troškova pojedinačnih pretplatnika, uzimajući u obzir shemu za spajanje grijača PTV-a. Osim toga, potrebno je poznavati optimalne specifične padove tlaka u cjevovodima, koji se prethodno utvrđuju studijom izvodljivosti. Obično se uzimaju jednake 0,3-0,6 kPa (3-6 kgf / m 2) za glavne mreže grijanja i do 2 kPa (20 kgf / m 2) - za grane.

U hidrauličkom proračunu rješavaju se sljedeći zadaci: 1) određivanje promjera cjevovoda; 2) određivanje pada tlaka-tlaka; 3) određivanje trenutnih pritisaka u razne točke mreže; 4) određivanje dopuštenih tlakova u cjevovodima pri razni modovi rad i uvjeti toplinske mreže.

Pri izvođenju hidrauličkih proračuna koriste se sheme i geodetski profil glavnog grijanja, koji označavaju mjesto izvora opskrbe toplinom, potrošača topline i proračunskih opterećenja. Da bi se ubrzali i pojednostavili proračuni, umjesto tablica koriste se logaritamski nomogrami hidrauličkog proračuna (sl. 1), au posljednjih godina- računalni računski i grafički programi.

Slika 1.

PIEZOMETRIJSKI GRAF

Pri projektiranju iu pogonskoj praksi naširoko se koriste piezometrijski grafikoni za uzimanje u obzir međusobnog utjecaja geodetskog profila područja, visine pretplatničkih sustava i postojećih pritisaka u toplinskoj mreži. Pomoću njih lako je odrediti visinu (tlak) i raspoloživi tlak u bilo kojoj točki mreže i pretplatničkog sustava za dinamičko i statičko stanje sustava. Razmotrimo konstrukciju pijezometrijskog grafikona, dok pretpostavljamo da su visina i tlak, pad tlaka i gubitak visine povezani sljedećim ovisnostima: N = r/γ, m (Pa/m); ∆N = ∆r/ γ, m (Pa/m); i h = R/ γ (Pa), gdje su H i ∆H pad i gubitak pada, m (Pa/m); p i ∆p - tlak i pad tlaka, kgf / m 2 (Pa); γ - masena gustoća rashladnog sredstva, kg/m 3; h i R - specifični gubitak tlaka (bezdimenzijska vrijednost) i specifični pad tlaka, kgf / m 2 (Pa / m).

Prilikom konstruiranja piezometrijskog grafikona u dinamičkom načinu rada, os mrežnih pumpi uzima se kao ishodište; uzimajući ovu točku kao uvjetnu nulu, grade profil terena duž trase glavne magistralne ceste i po karakterističnim odvojcima (čije se oznake razlikuju od oznaka glavne magistralne ceste). Na profilu su visine zgrada koje se pričvršćuju nacrtane u mjerilu, a zatim, prethodno pretpostavivši tlak na usisnoj strani kolektora mrežnih crpki H sunce \u003d 10-15 m, vodoravni A 2 B 4 primjenjuje se (slika 2, a). Od točke A 2, duž osi apscise (s kumulativnim zbrojem) iscrtavaju se duljine izračunatih dionica toplovoda, a duž osi ordinata od krajnjih točaka proračunatih dionica - gubitak tlaka Σ∆N u tim dionicama. . Spajanjem gornjih točaka ovih segmenata dobivamo izlomljenu liniju A 2 B 2 koja će biti pijezometrijska linija povratne linije. Svaki okomiti segment od uvjetne razine A 2 B 4 do piezometrijske linije A 2 B 2 označava gubitak tlaka u povratnom vodu od odgovarajuće točke do cirkulacijske crpke u CHP. Od točke B 2 na ljestvici se odlaže potrebni raspoloživi tlak za pretplatnika na kraju autoceste ∆N ab, koji se uzima od 15-20 m ili više. Rezultirajući segment B 1 B 2 karakterizira tlak na kraju dovodnog voda. Od točke B 1 odgađa se gubitak tlaka u dovodnom cjevovodu ∆N p prema gore i povlači se vodoravna linija B 3 A 1 .

Slika 2.a - konstrukcija pijezometrijskog grafikona; b - piezometrijski grafikon dvocijevne grijaće mreže

Od linije A 1 B 3 prema dolje, gubici tlaka se odlažu u dijelu opskrbnog voda od izvora topline do kraja pojedinih proračunskih dionica, a pijezometrijski vod A 1 B 1 opskrbnog voda izgrađen je na sličan način. prethodnom.

Na zatvoreni sustavi ah PZTS i jednakih promjera cijevi dovodnog i povratnog voda, piezometrijska linija A 1 B 1 zrcalna je slika linije A 2 B 2. Od točke A, gubitak tlaka se taloži prema gore u kogeneraciji kotla ili u krugu kotla ∆N b (10-20 m). Tlak u dovodnom razvodniku bit će N n, u povratku - N sun, a tlak mrežnih crpki - N s.n.

Važno je napomenuti da se direktnim spajanjem lokalnih sustava povratni cjevovod toplinske mreže hidraulički povezuje s lokalnim sustavom, dok se tlak u povratnom cjevovodu u potpunosti prenosi na lokalni sustav i obrnuto.

Prilikom inicijalne izrade pijezometrijskog grafikona proizvoljno je uzet tlak na usisnoj grani mrežnih crpki Hsv. Pomicanje piezometrijskog grafikona paralelno sa samim sobom gore ili dolje omogućuje vam prihvaćanje bilo kakvog pritiska na usisnoj strani mrežnih crpki i, sukladno tome, u lokalnim sustavima.

Pri odabiru položaja pijezometrijskog grafikona potrebno je poći od sljedećih uvjeta:

1. Tlak (pritisak) na bilo kojoj točki povratnog voda ne smije biti viši od dopuštenog radnog tlaka u lokalnim sustavima, za nove sustave grijanja (s konvektorima) radni tlak 0,1 MPa (10 m vodenog stupca), za sustave s radijatorima od lijevanog željeza 0,5-0,6 MPa (50-60 m vodenog stupca).

2. Tlak u povratnom cjevovodu mora osigurati punjenje vodom gornje linije i uređaji sustava lokalnog grijanja.

3. Tlak u povratnom vodu kako bi se izbjeglo stvaranje vakuuma ne smije biti niži od 0,05-0,1 MPa (5-10 m vodenog stupca).

4. Tlak na usisnoj strani mrežne pumpe ne smije biti niži od 0,05 MPa (5 m w.c.).

5. Tlak u bilo kojoj točki dovodnog cjevovoda mora biti viši od bljeskajućeg tlaka pri maksimalnoj (izračunatoj) temperaturi nosača topline.

6. Raspoloživi tlak na krajnjoj točki mreže mora biti jednak ili veći od izračunatog gubitka tlaka na ulazu pretplatnika s izračunatim protokom rashladnog sredstva.

7. Ljeti tlak u dovodu i povratu postaje veći od statičkog tlaka u sustavu PTV-a.

Statičko stanje sustava daljinskog grejanja. Kada se mrežne crpke zaustave i prestane cirkulacija vode u sustavu daljinskog grijanja, on prelazi iz dinamičkog u statično stanje. U tom će se slučaju tlakovi u dovodnim i povratnim vodovima toplinske mreže izjednačiti, piezometrijske linije spojiti će se u jednu - liniju statičkog tlaka, a na grafikonu će zauzeti srednji položaj, određen tlakom čine -up uređaj izvora toplinske energije.

Tlak uređaja za nadopunjavanje postavlja osoblje stanice ili prema najvišoj točki cjevovoda lokalnog sustava izravno spojenog na toplinsku mrežu, ili prema tlaku pare pregrijane vode na najvišoj točki cjevovoda. . Tako će, na primjer, pri projektiranoj temperaturi rashladne tekućine T 1 \u003d 150 ° C, tlak na najvišoj točki cjevovoda s pregrijanom vodom biti postavljen na 0,38 MPa (38 m vodenog stupca), a na T 1 \u003d 130 ° C - 0,18 MPa (18 m vodenog stupca).

Međutim, u svim slučajevima, statički tlak u nisko postavljenim pretplatničkim sustavima ne smije prelaziti dopušteni radni tlak od 0,5-0,6 MPa (5-6 atm). Ako se prekorači, ove sustave treba prenijeti na neovisnu shemu povezivanja. Smanjenje statičkog tlaka u toplinskim mrežama može se izvesti pomoću automatsko isključivanje iz mreže visokih zgrada.

U hitnim slučajevima, s potpunim nestankom napajanja stanice (zaustavljanje mrežnih i nadopunskih pumpi), cirkulacija i nadopunjavanje će se zaustaviti, dok će se tlakovi u oba voda toplinske mreže izjednačiti duž linije statički tlak, koji će se početi polako, postupno smanjivati ​​zbog curenja mrežne vode kroz propuste i hlađenja iste u cjevovodima. U ovom slučaju, moguće je ključanje pregrijane vode u cjevovodima uz stvaranje parnih bravica. Ponovno pokretanje cirkulacije vode u takvim slučajevima može dovesti do jakog vodenog udara u cjevovodima s mogućim oštećenjem spojnica, uređaji za grijanje itd. Kako bi se izbjegao takav fenomen, cirkulaciju vode u sustavu daljinskog grijanja trebalo bi započeti tek nakon obnove dovodom u mrežu grijanja tlaka u cjevovodima na razini koja nije niža od statičke.

Za pružanje pouzdan rad toplinske mreže i lokalne sustave potrebno je ograničiti moguće oscilacije tlaka u toplinskoj mreži na prihvatljive granice. Za održavanje potrebne razine tlaka u toplinskoj mreži i lokalnim sustavima u jednoj točki toplinske mreže (i na teškim uvjetima rasterećenje – na više točaka) umjetno održavaju stalni tlak u svim režimima rada mreže i tijekom statike uz pomoć uređaja za dopunjavanje.

Točke u kojima se tlak održava konstantnim nazivaju se neutralne točke sustava. U pravilu se pričvršćivanje tlaka provodi na povratnom vodu. U ovom slučaju, neutralna točka nalazi se na sjecištu reverznog pijezometra s linijom statičkog tlaka (točka NT na slici 2, b), održavanje konstantnog tlaka u neutralnoj točki i nadopunjavanje curenja rashladne tekućine provodi se pomoću -up crpke CHPP ili RTS, KTS kroz automatizirani uređaj za dopunjavanje. Na dovodnoj liniji ugrađeni su automatski regulatori koji rade na principu regulatora „poslije sebe“ i „ispred sebe“ (slika 3).

Slika 3 1 - mrežna pumpa; 2 - pumpa za šminkanje; 3 - mrežni bojler; 4 - ventil regulatora dopunjavanja

Glave mrežnih crpki N s.n. uzimaju se jednakim zbroju hidrauličkih gubitaka tlaka (pri maksimalnom - procijenjenom protoku vode): u dovodnim i povratnim cjevovodima toplinske mreže, u sustavu pretplatnika (uključujući ulaze u zgradu ), u CHP kotlovnici, njenim vršnim kotlovima ili u kotlovnici. Toplinski izvori moraju imati najmanje dvije mrežne i dvije dopunske pumpe, od kojih jednu rezervnu.

Količina nadopunjavanja zatvorenih sustava opskrbe toplinom je 0,25% volumena vode u cjevovodima toplinskih mreža i pretplatničkih sustava priključenih na toplinsku mrežu, h.

Za sheme s izravnim unosom vode pretpostavlja se da je količina dopune jednaka zbroju procijenjene potrošnje vode za opskrbu toplom vodom i količine curenja u iznosu od 0,25% kapaciteta sustava. Kapacitet sustava grijanja određen je stvarnim promjerima i duljinama cjevovoda ili agregiranim standardima, m 3 /MW:

Razjedinjenost koja se razvila na vlasničkoj osnovi u organizaciji rada i upravljanja gradskim toplinskim sustavima najnegativnije utječe kako na tehničku razinu njihova funkcioniranja tako i na njihovu ekonomsku učinkovitost. Gore je navedeno da rad svakog specifičnog sustava opskrbe toplinom provodi nekoliko organizacija (ponekad "društva kćeri" od glavnog). Međutim, specifičnost sustava daljinskog grijanja, prvenstveno toplinskih mreža, određena je krutom vezom tehnološki procesi njihovo funkcioniranje, jedinstveni hidraulički i toplinski režimi. Hidraulički režim sustava opskrbe toplinom, koji je odlučujući faktor u funkcioniranju sustava, po svojoj je prirodi izrazito nestabilan, što sustave opskrbe toplinom čini teško kontroliranim u usporedbi s drugim gradskim inženjerski sustavi(struja, plin, voda).

Niti jedna od veza u sustavima daljinskog grijanja (izvor topline, prijenosne i distribucijske mreže, toplinske točke) sami ne mogu osigurati potrebne tehnološke načine funkcioniranja sustava u cjelini, a time ni krajnji rezultat - pouzdanu i kvalitetnu opskrbu potrošača toplinskom energijom. Ideal u ovom smislu je organizacijska struktura, u kojem su izvori opskrbe toplinom i toplinske mreže u nadležnosti jednog poduzeća-strukture.

Na pijezometrijskom grafu ucrtani su u mjerilu teren, visina priključenih zgrada i tlak u mreži. Pomoću ovog grafikona lako je odrediti tlak i raspoloživi tlak u bilo kojoj točki mreže i pretplatničkog sustava.

Razina 1 - 1 uzima se kao vodoravna ravnina očitanja tlaka (vidi sl. 6.5). Linija P1 - P4 - grafikon tlaka dovodnog voda. Linija O1 - O4 - graf tlaka povratnog voda. H o1 je ukupni tlak na povratnom kolektoru izvora; H sn - tlak mrežne pumpe; H st je ukupna visina pumpe za dopunu, odnosno ukupna statička visina u toplinskoj mreži; H do- puni tlak u t.K na potisnoj cijevi mrežne pumpe; D H m je gubitak tlaka u postrojenju za pripremu topline; H p1 - ​​​​puni tlak na dovodnom razvodniku, H n1 = H do - D H t. Raspoloživi tlak mrežnog voda na kolektoru CHPP H 1 =H p1 - H o1 . Pritisak na bilo kojem mjestu u mreži ja označen kao H n ja, H oi- ukupno grla u prednjem i povratnom cjevovodu. Ako geodetska visina u točki ja Tamo je Z ja , tada je pijezometrijski tlak u ovoj točki H p i - Z ja , H o i – Z i u prednjem i obrnutom cjevovodu, redom. Raspoloživi tlak u točki ja je razlika između piezometrijskih tlakova u prednjem i povratnom cjevovodu - H p i - H oi. Raspoloživi tlak u toplinskoj mreži na pretplatničkom priključku D iznosi H 4 = H p4 - H o4 .

sl.6.5. Shema (a) i pijezometrijski grafikon (b) dvocijevne toplinske mreže

Postoji gubitak tlaka u dovodnom vodu u odjeljku 1 - 4 . Postoji gubitak tlaka u povratnom vodu u odjeljku 1 - 4 . Tijekom rada mrežne pumpe, tlak H st napojne pumpe regulira se regulatorom tlaka do H o1 . Kada se mrežna pumpa zaustavi, u mreži se postavlja statička visina H st, razvijen od strane make-up pumpe.

U hidrauličkom proračunu parovoda može se zanemariti profil parovoda zbog male gustoće pare. Gubitak tlaka kod pretplatnika, na primjer , ovisi o shemi povezivanja pretplatnika. S elevatorskim miješanjem D H e \u003d 10 ... 15 m, s ulazom bez dizala - D n biti =2…5 m, uz prisutnost površinskih grijača D H n = 5…10 m, s pumpom za miješanje D H ns = 2…4 m.

Zahtjevi za režim tlaka u toplinskoj mreži:

Ni u jednom trenutku u sustavu tlak ne smije prijeći najveću dopuštenu vrijednost. Cjevovodi sustava za opskrbu toplinom dizajnirani su za 16 atm, cjevovodi lokalnih sustava - za tlak od 6 ... 7 atm;

Kako bi se izbjeglo propuštanje zraka u bilo kojoj točki sustava, tlak mora biti najmanje 1,5 atm. Osim toga, ovaj uvjet je neophodan za sprječavanje kavitacije pumpe;

Ni u jednom trenutku u sustavu tlak ne smije biti manji od tlaka zasićenja na danoj temperaturi kako bi se spriječilo ključanje vode.

Zadatak hidrauličkog proračuna uključuje:

Određivanje promjera cjevovoda;

Određivanje pada tlaka (tlak);

Određivanje tlakova (napora) na različitim točkama u mreži;

Koordinacija svih točaka mreže u statičkom i dinamičkom režimu radi osiguranja prihvatljivih pritisaka i potrebnih pritisaka u mreži i pretplatničkim sustavima.

Prema rezultatima hidrauličkog proračuna mogu se riješiti sljedeći zadaci.

1. Određivanje kapitalnih troškova, potrošnje metala (cijevi) i glavnog opsega rada za polaganje mreže grijanja.

2. Određivanje karakteristika cirkulacijskih i dopunskih pumpi.

3. Određivanje uvjeta rada toplinske mreže i izbor shema za povezivanje pretplatnika.

4. Izbor automatizacije za toplinsku mrežu i pretplatnike.

5. Razvoj načina rada.

a. Sheme i konfiguracije toplinskih mreža.

Shema toplinske mreže određena je postavljanjem izvora topline u odnosu na područje potrošnje, prirodu toplinskog opterećenja i vrstu nositelja topline.

Specifična duljina parnih mreža po jedinici izračunatog toplinskog opterećenja je mala, jer se potrošači pare - u pravilu industrijski potrošači - nalaze na maloj udaljenosti od izvora topline.

Više izazovan zadatak je izbor sheme mreža za grijanje vode zbog velike duljine, veliki broj pretplatnika. Vodena vozila manje su izdržljiva od parnih zbog veće korozije, osjetljivija na nezgode zbog velike gustoće vode.

sl.6.1. Jednolinijska komunikacijska mreža dvocijevne toplinske mreže

Vodovodne mreže dijele se na magistralne i distribucijske mreže. Kroz glavne mreže, rashladna tekućina se dovodi iz izvora topline u područja potrošnje. Distribucijskom mrežom opskrbljuje se vodom GTP i MTP te pretplatnici. Pretplatnici se rijetko spajaju izravno na okosnicu mreže. Na mjestima priključka distribucijske mreže na glavne ugrađuju se sekcionirajuće komore s ventilima. Sekcijski ventili na glavnim mrežama obično se postavljaju nakon 2-3 km. Zahvaljujući ugradnji sekcijskih ventila smanjeni su gubici vode tijekom prometnih nesreća. Razvodni i glavni TS promjera manjeg od 700 mm obično se izrađuju slijepi. U slučaju havarije, za veći dio teritorija zemlje dopušten je prekid opskrbe toplinskom energijom zgrada do 24 sata. Ako je prekid u opskrbi toplinom neprihvatljiv, potrebno je osigurati dupliranje ili povratnu petlju TS.

sl.6.2. Prsten toplinska mreža iz tri CHPP Sl.6.3. Radijalna mreža grijanja

Pri opskrbi velikih gradova toplinom iz nekoliko CHP-a, preporučljivo je osigurati međusobno blokiranje CHP-a povezivanjem njihove mreže s blokirajućim priključcima. U ovom slučaju dobiva se prstenasta mreža grijanja s nekoliko izvora energije. Takva shema ima veću pouzdanost, osigurava prijenos rezervnih tokova vode u slučaju nesreće u bilo kojem dijelu mreže. Obično se koristi s promjerima vodova koji se protežu od izvora topline od 700 mm ili manje radijalni uzorak grijaća mreža s postupnim smanjenjem promjera cijevi kako se udaljava od izvora, a priključno opterećenje se smanjuje. Takva mreža je najjeftinija, ali u slučaju nesreće, opskrba toplinom za pretplatnike se zaustavlja.

b. Glavne izračunate ovisnosti