Гидравлический расчет тепловой сети

Основная задача гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов, а также потерь давления на участках тепловых сетей. Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения выполняется для подающего трубопровода, принимая диаметр обратного трубопровода и падение давления в нем таким же, как и в подающем.

Перед выполнением гидравлического расчета разрабатывают расчетную схему тепловых сетей. На ней проставляют номера участков (сначала по главной магистрали, а потом по ответвлениям), расходы теплоносителя, кг/с, длины участков, м. Главной магистралью является наиболее протяженная и нагруженная ветвь сети от источника теплоты (точки подключения) до наиболее удаленного потребителя.

Расчет состоит из двух этапов: предварительного и поверочного.

1 Предварительный расчет Определяем коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях б.

(15).

где G — расход теплоносителя на участке, кг/с.

Предварительно определяем ориентировочные потери давления Rл, Па/м.

(16).

где Дрн — величина удельных потерь на трение, Па/м, принимаем согласно рекомендаций [1, с.14]:

на участках главной магистрали 20−40, но не более 80 Па/м;

на ответвлениях — по располагаемому перепаду давлений, но не более 300 Па/м Диаметр трубопровода определяем по формуле.

(17).

где — коэффициент, определяемый по приложению 7 [1, с.36]; для труб с эквивалентной шероховатостью kэ=0,0005 ;

G — расход теплоносителя на участке, кг/с Данные, полученные в результате расчета, сводим в таблицу 8.

Таблица 8 Предварительный гидравлический расчет.

Считая, что плотность воды 1000 кг/м3, проверим скорость воды в трубопроводе, которая не должна превышать 3,5 м/с.

(18).

Поверочный расчет После установления диаметров теплопроводов производится разработка монтажной схемы, которая заключается в расстановке на трассе тепловых сетей неподвижных опор, компенсаторов и запорно-регулирующей арматуры. На участках между узловыми камерами, т. е. камерами в узлах ответвлений, размещают неподвижные опоры, расстояние между которыми зависит от диаметра теплопровода, типа компенсатора и способа прокладки тепловых сетей [1, Приложение 6]. В каждой узловой камере устанавливают неподвижную опору. На участке между двумя неподвижными опорами предусматривают компенсатор. Повороты трассы теплосети под углом 90−130° используют для самокомпенсации температурных удлинений, а в местах поворотов под углом более 130° устанавливаются неподвижные опоры. Неподвижные опоры располагают на теплопроводах большего диаметра, запорную арматуру устанавливают на всех ответвлениях и на магистральных участках через одно-два ответвления. В камерах на ответвлениях к отдельным зданиям при диаметре ответвлений до 50 мм и длине до 30 м запорную арматуру допускается не устанавливать. При этом должна предусматриваться арматура, обеспечивающая отключение группы зданий с суммарной тепловой нагрузкой до 0,6 МВт.

Определяем действительное линейное удельное падение давления R? л, Па/м:

(19).

где AbR — коэффициент, определяемый по приложению 7 [1, с.36].

AbR =13,62•10−6.

Определяем эквивалентную длину местных сопротивлений, м.

(20).

где, А — коэффициент, определяемый по приложению 7 [1, с.36].

А? =60,7.

Уо — сумма коэффициентов местных сопротивлений, установленных на участке [1, Прил.8].

Местные сопротивления для каждого участка определяем по монтажной схеме:

участок 1:

тройник-проход, задвижка, П-обр. компенсатор с гладкими отводами Уо=1+1,7+0,5=3,2.

участок 2:

тройник-проход, задвижка, П-обр. компенсатор с гладкими отводами Уо=1+1,7+0,5=3,2.

участок 3:

тройник-проход, задвижка (2 шт), отвод сварной двухшовный 90о, П-обр. компенсатор с гладкими отводами Уо=1+2•0,5+0,6+1,7=4,3.

участок 4:

тройник-ответвление, задвижка (2 шт) Уо=1,5+2•0,5=2,5.

участок 5:

тройник-ответвление, задвижка (2 шт) Уо=1,5+2•0,5=2,5.

участок 6:

тройник-ответвление, задвижка (2 шт) Уо=1,5+2•0,5=2,5.

участок 7:

тройник-ответвление, задвижка (2 шт) Уо=1,5+2•0,5=2,5.

Затем определяем потери давления на участке, Па.

(21).

После определения потерь давления на каждом участке теплосети рассчитываем напоры в подающем Нпi и обратном Ноi трубопроводах, а также располагаемый напор Нрi в конце каждого участка.

В конце первого участка для подающей магистрали Нп1, Па, определяется по формуле:

Нп1=Нн-Др1 (22).

где Нн — давление в подающей магистрали в точке подключения Для последующих участков за начальное давление принимается конечное давление того участка, из которого выходит рассчитываемый.

Давление в начале первого участка для обратной магистрали Но1, м.вод.ст., определяется по формуле:

Но1=Нк+Др1 (23).

где Нк — давление в обратной магистрали в точке подключения Для последующих участков за конечное давление принимается начальное давление того участка, из которого выходит рассчитываемый.

Располагаемый напор на участке Нр, Па Нрi=Нпi+Ноi (24).

Расчет сводим в таблицу 9.

Таблица 9 Поверочный расчет тепловой сети.

При увязке ответвлений диаметры трубопровода на каждом участке подбираются так, чтобы потери давления, Др, на ответвлениях были примерно одинаковыми. Для данной схемы должны выполняться следующие условия Др3=Др6=Др7 (1216,02=1085,01=1125,36).

Др4=Др5=Др2−7 (3615,77=3483,9=3593,7).

Невязка между наибольшим и наименьшим значением первого равенства составляет:

Невязка между наибольшим и наименьшим значением второго равенства:

Так как разница не превышает 10%, считаем, что требуемые равенства выполняются.