Гидравлический расчет водяных тепловых сетей

В задачу гидравлического расчета входит определение диаметров теплопроводов, давления в различных точках сети и потерь давления на участках.

Последние складываются из потерь давления на трение по длине трубопровода (линейные потери) и в местных сопротивлениях:


Удельные потери давления на трение должны определяться на основании технико-экономических расчетов. В курсовом проекте, когда располагаемый перепад давления в тепловой сети не задан, удельные потери давления в магистральных теплопроводах следует принимать в пределах 30-80 Па/м, для ответвлений - по располагаемому давлению.

При заданном перепаде давления по всей сети АР, средние удельные потери давления определяют по формуле


Значения коэффициентов местных сопротивлений приведены в [2, табл. 4,15], [10, табл. 7.1]. Потери давления в местных сопротивлениях можно заменить эквивалентными гидравлическими сопротивлениями по длине, т.е. на такую ну прямолинейного трубопровода ?- линейные потери давления в которое численно равны потерям давления в местных сопротивлениях


Значения эквивалентных длин местных сопротивлений приведены в [10, табл. 7.2], [9, прилож. 17], [11, прилож. 15].

При определении потерь давления (напора) на участках тепловой сети по сумме коэффициентов местных сопротивлений потери напора находят как


Потери напора в местных сопротивлениях определяют по номограмме [2, рис. 4.34] в зависимости от Х? и V.

Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения выполняется для подающего теплопровода, принимая диаметр обратного теплопровода и падение давления в нем такими же, как и в подающем.

Гидравлический расчет водяных тепловых сетей производят для зимнего, летнего режимов, а также для аварийного режима в зимний период.

Гидравлический расчет открытой системы теплоснабжения для зимнего периода выполняют для двух режимов:

1) при отсутствии водоразбора на горячее водоснабжение, когда расчетные расходы теплоносителя, а следовательно, и потери давления в подающем и обратном теплопроводах будут равными (расчет производят только для подающего теплопровода);

2) при максимальном водоразборе на горячее водоснабжение из обратного теплопровода (расчет выполняют для подающего и обратного теплопроводов).

Гидравлический расчет производят в следующей последовательности:

- выбирают на трассе тепловых сетей расчетную магистраль, как правило, наиболее протяженную и загруженную, соединяющую источник теплоты с дальними потребителями;

- разбивают тепловую сеть на расчетные участки, определяют согласно разделу 4.5 расчетные расходы теплоносителя Gd и измеряют по генплану длину участков;

- задавшись удельными потерями давлений на трение R (30-80 Па/м), доходя из расходов теплоносителя на участках, по таблицам или номограммам [2, номограммы 4.27-г4.33], [9, рис. VI.2], [10, рис. 7.2], [11, рис. П 15.4] составленным для труб с коэффициентом эквивалентной шероховатости А = 0,5 мм, находят диаметр теплопровода, действительные удельные потери давления на трение и скорость движения теплоносителя, которая должна быть не более 3,5 м/с;

- определив диаметры расчетных участков тепловой сети, разрабатывают монтажную схему теплопроводов, размещая по трассе запорную арматуру, неподвижные опоры, компенсаторы (см. раздел 4.6);

- по монтажной схеме устанавливают местные сопротивления на расчетных участках и по [9, прил. 17] находят эквивалентную длину te местных сопротивлений или сумму коэффициентов местных сопротивлений 5)4 [1, с. 136, табл. 9.8], [2, табл. 4.15], [11, табл. П 15.1];

- приведенную длину (- расчетного участка тепловой сети определяют как сумму ?-=? + ie\


- вычисляют суммарные потери напора в подающем теплопроводе расчетной магистрали;

- ответвления и другие магистрали рассчитывают по располагаемому перепаду давлений в точке присоединения ответвлений к расчетной магистрали. При этом невязка между потерями давления в ответвлениях и располагаемым давлением не должна превышать 10%. Когда невозможно уравнять потери давления в рассчитываемых магистралях за счет изменения диаметров трубопроводов, избыточное давление гасится на абонентских вводах диафрагмами.

Гидравлический расчет теплопроводов для летнего периода сводится к определению потерь давления на расчетных участках сети при известных диаметрах теплопроводов по летним расчетным расходам теплоносителя. При этом для закрытых систем теплоснабжения из-за одинакового расхода сетевой воды в подающем и обратном теплопроводах гидравлический расчет выполняют только для подающей линии теплосети. Для открытых систем при различных расходах теплоносителя в подающей и обратной магистралях тепловой сети гидравлический расчет производят отдельно для каждого теплопровода.

ПРИМЕР 4.7. Произвести гидравлический расчет магистральных теплопроводов двухтрубной водяной тепловой сети закрытой системы теплоснабжения с сальниковыми компенсаторами. Расчетная схема приведена на рис. 4.6.


Решение Расчет производим для зимнего режима. Расходы сетевой воды на отопление и вентиляцию каждого квартала находят по формулам (4.27), (4.28), на горячее водоснабжение - в зависимости от схемы Водоподогревателей по формулам (4.29)-г(4.32). Зная расходы сетевой воды, отдельными кварталами определяют суммарные расчетные расходы воды Gd на участках тепловой сети по формуле (4.33) или (4.35) в зависимости от способа центрального регулирования отпуска теплоты.

По расчетным расходам сетевой воды Gd и нормируемым потерям давления 80 Па/м по номограммам [2, рис. 4.27-4.33], [9, рис. VI.2], [11, рис. П 15-4] находят диаметры труб, действительные значения удельных потерь давления R и скорости движения теплоносителя о. Значения найденных d,Ri&x> заносят в табл. 4.9.

После установления диаметров теплопроводов производится разработка монтажной схемы с расстановкой всех компенсаторов, секционирующих задвижек, запорной арматуры, камер, неподвижных опор (рис. 4.7). Подающий теплопровод располагается с правой стороны, по ходу движения теплоносителя. Естественные повороты теплосети на 90-130° используются для самоконпенсации температурных удлинений теплопроводов (УП 1).



Для создания резервирования подачи воды потребителям между УТ 12 и УТ 6 предусматривается перемычка, а в камерах УТ2 и УТ 5 - задвижки на магистрали. Диаметр перемычки резервирования принимается равным диаметру участка магистралей, к которым он подсоединяется (300 мм).

ПРИМЕР 4.8. Определить потери давления в водяной тепловой сети закрытой системы теплоснабжения, представленной на рис. 4.6, для летнего режима. Диаметры теплопроводов принять из гидравлического расчета водяной тепловой сети для зимнего режима (см. пример 4.7).

Решение. Вначале определяют максимальные тепловые нагрузки на горячее водоснабжение каждого квартала с учетом формулы (8) [4], затем по формуле (4.36) находят расходы сетевой воды, т/ч, которые для летнего режима при всех схемах присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения определяют как для параллельной схемы по формуле (4.30).

Составляют расчетную схему тепловой сети (рис. 4.6), где расчетные расходы воды для летнего режима показаны в скобках.

Потери напора на участках сети, определяют по выражению


Расчетные потери напора в сети в летний период X АЯ=2,04 м.

Гидравлический расчет водяной тепловой сети для летнего режима можно выполнить обычным способом, как и для зимнего режима, при летних расчетных расходах воды на участках и известных диаметрах теплопроводов, определенных для зимнего режима. В таблице 4.10" приведен гидравлический расчет для участков 4 и 3.


ПРИМЕР 4.9. Произвести гидравлический расчет водяной тепловой сети открытой системы теплоснабжения при максимальном водоразборе на горячее водоснабжение из обратного теплопровода. Регулирование отпуска теплоты осуществляется по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения. Расчетная схема теплосети показана на рис. 4.8.


Решение При максимальном водоразборе на горячее водоснабжение из обратного трубопровода расходы воды в подающем Gdn и обратном Gdo теплопроводах будут различными, поэтому гидравлический расчет ведут отдельно для каждого трубопровода, причем диаметр обратного теплопровода принимают таким же, как и для подающего трубопровода.

Расходы сетевой воды на отопление и вентиляцию каждого квартала определяют по формулам (4.27) и (4.28), на горячее водоснабжение - по (4.38). Расходы воды в подающем и обратном трубопроводах каждого квартала находят по выражениям:



Аналогично определяют расходы воды по остальным расчетным участкам сети.

Исходя из расчетного расхода теплоносителя G и нормируемого удельного падения давления 30+80 Па/м определяют по номограммам [2, рис. 4.274-4.33], [9, рис. VI.2], [11, рис. П 15-4] диаметр подающего теплопровода, действительное значение удельных потерь давления R, скорости движения теплоносителя), принимая диаметр обратного трубопровода таким же.

Потери давления и скорость движения теплоносителя в обратном трубопроводе находят по тем же номограммам, исходя из расхода воды G&, и принятого диаметра трубопровода.

Зная диаметры участков теплопроводов, разрабатывают монтажную схему тепловой сети: устанавливают неподвижные опоры, компенсаторы, запорную арматуру, секционирующие задвижки (рис. 4.7).

Значения эквивалентных длин местных сопротивлений на участках сети ?, принимают по [9, прилож. 17], [11, прилож. 15]:


Если из-за малого расхода воды в обратном трубопроводе нельзя по номограмме определить удельные потери давления, их рассчитывают по формуле [4, прилож. 4], [9, форм. VI.9J.

Гидравлический расчет основной магистрали сводят в таблицу 4 11.


Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. /Под ред. проф. Б. М. Хрусталева - М.: Изд-во АСВ, 2005.

на главную