Методика расчета теплоснабжения промышленного жилого района (стр. 5 из 32)
Для закрытых систем теплоснабжения при регулировании по нагрузке отопления и тепловом потоке менее 100 МВт при наличии баков аккумуляторов у потребителей коэффициент k3 следует принимать равным единице.
Суммарный расчетный расход воды для потребителей при
при отсутствии баков аккумуляторов, а также с тепловым потоком 10 МВт и менее, следует определять по формуле:
(47)Расчетный расход воды, кг/ч, в двухтрубных водяных тепловых сетях в неотопительный период,
, следует определять по формуле:
(48)где
- коэффициент, учитывающий изменение расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период (определяется по приложению №7).Расход воды в обратном трубопроводе двухтрубных водяных тепловых сетей открытых систем теплоснабжения принимается равным в размере 10 % от расчетного расхода воды, определенного по формуле (41). Расчетный расход воды для определения диаметров подающих и циркуляционных трубопроводов систем горячего водоснабжения следует определять в соответствии со СНиП 2.04.01-85.
5. Гидравлический и тепловой расчет тепловых сетей.
Основной задачей гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов, а также потерь давления на участках тепловых сетей. По результатам гидравлических расчетов разрабатывают гидравлические режимы систем теплоснабжения, подбирают сетевые и подпиточные насосы, авторегуляторы, дроссельные устройства, оборудование тепловых пунктов. Гидравлический расчет выполняется, как правило, в 2 этапа:
Этап 1. Разработка расчетной схемы тепловых сетей.
На расчетной схеме проставляют номера участков (сначала по главной магистрали, затем по ответвлениям), расходы теплоносителя в кг/с или в т/ч, длины участков в метрах. Главной магистралью является наиболее протяженная и нагруженная ветвь сети от источника теплоты (точки подключения) до наиболее удаленного потребителя. При неизвестном располагаемом перепаде давления в начале теплотрассы, удельные потери давления R следует принимать:
а) на участках главной магистрали 20 - 40, но не более 80 Па/м;
б) на ответвлениях - по располагаемому перепаду давления, но не более 300 Па/м.
Этап 2. Определение полных потерь давления на каждом участке трубопровода.
Полные потери давления DР складываются из потерь давления на трение
и потерь давления в местных сопротивлениях DРм :
(49)Потери давления на трение
определяют по формуле:
(50)где R - удельные потери давления, Па/м, определяемые по формуле
, (51)здесь l - коэффициент гидравлического трения;
d - внутренний диаметр трубопровода, м;
r - плотность теплоносителя, кг/м3;
w - скорость движения теплоносителя, м/c;
L - длина трубопровода, м.
Потери давления в местных сопротивлениях DРм определяют по формуле:
(52)где åx - сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Потери давления в местных сопротивлениях могут быть также определены по следующей формуле:
DРм= R Lэ, (53)
здесь Lэ - эквивалентная длина местных сопротивлений, которую определяют по формуле:
(54)Гидравлический расчет выполняют по таблицам и номограммам, представленным в приложении. Сначала выполняют расчет главной магистрали. По известным расходам, ориентируясь на рекомендованные величины удельных потерь давления R, определяют:
· диаметры трубопроводов dн´S (см. приложение №12)
· фактические удельные потери давления R, Па/м;
· скорость движения теплоносителя w, м/с.
Условный проход труб, независимо от расчетного расхода теплоносителя не должен превышать в тепловых сетях 32 мм. Скорость движения теплоносителя (воды) не должна превышать 3,5 м/с.
Определив диаметры трубопроводов, находят:
· количество компенсаторов на участках
· местные сопротивления
Потери давления в местных сопротивлениях определяют по формуле (52), либо, по формуле (53). Затем, определив полные потери давления на участках главной магистрали и суммарные по всей ее длине, выполняют гидравлический расчет ответвлений, увязывая потери давления в них с соответствующими частями главной магистрали (от точки деления потоков до концевых потребителей).
Увязку потерь давления выполняют подбором диаметров трубопроводов ответвлений. Невязка не должна превышать 10 %. При невозможности полностью увязать диаметрами, излишний напор на ответвлениях должен быть погашен соплами элеваторов, дроссельными диафрагмами и авторегуляторами потребителей.
При известном располагаемом давлении DРр для всей сети, а также для ответвлений, предварительно определяют ориентировочные средние удельные потери давления Rm, Па/м:
(55)где åL - суммарная протяженность расчетной ветви (ответвления) на потери давления в которой используется величина DРр;
a - коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях (принимается по приложению №11).
Таблицы и номограммы гидравлического расчета, приведенные в литературе [5,6,7], составлены для эквивалентной шероховатости труб Кэ = 0.5 мм. При расчете трубопроводов с другой шероховатостью к значениям удельных потерь давления R следует принимать поправочный коэффициент b [6 табл. 4.14]. Диаметры подающего и обратного трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при совместной подаче теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, как правило, принимаются одинаковыми.
Гидравлический расчет конденсатопровода выполняется по тем же пунктам, что и расчет трубопроводов водяных тепловых сетей. Тепловой расчет паропровода, проводимого к промышленному предприятию, как правило, ничем не отличается от обычного гидравлического расчета. Тепловой расчет паропровода можно выполнить по следующим пунктам:
1. По известному расходу пара
определяется диаметр паропровода по формуле:
(56)В большинстве расчетов удельное падение давления
лежит в пределах 180 – 220 Па/м.rп = 6,25 кг/м3 – плотность пара при t = 230 °С.
Полученное значение диаметра d уточняется по ГОСТ 8731-74.
2. Уточняется значение удельного падения давления
(57)3. Потери температуры по длине паропровода
(58)где ql = 353 Вт/м – нормы тепловых потерь для паропровода при tп = 230 °С;
l – длина паропровода;
b = 0,2 – коэффициент местных потерь;
ср = 2449 кДж/(кг×°С) – теплоемкость пара.
4. Давление в конце паропровода
(59)где a =
- доля местных сопротивлений;Р1 – давление пара у источника;
Тср =
– средняя температура пара по длине паропровода;5. Падение давления пара
DР = Р1 – Р2 (60)
6. Потери напора
(61)6. Гидравлические режимы водяных тепловых сетей
Гидравлические режимы водяных тепловых сетей (пьезометрические графики) следует разрабатывать для отопительного и неотопительного периодов. Пьезометрический график позволяет: определить напоры в подающем и обратном трубопроводах, а также располагаемый напор в любой точке тепловой сети. Пьезометрические графики строятся для магистральных и квартальных тепловых сетей. Для магистральных тепловых сетей могут быть приняты масштабы: горизонтальный Мг 1:10000; вертикальный Мв 1:1000; для квартальных тепловых сетей: Мг 1:1000, Мв 1:500.
Пьезометрические графики строятся для статического и динамического режимов системы теплоснабжения. Пьезометрический график для отапливаемого периода строится поочередно, в 9 этапов:
1). За начало координат в магистральных сетях принять местоположение ТЭЦ.
2). В принятых масштабах построить профиль трассы и высоты присоединенных потребителей (приняв 9-ти этажную застройку). За нулевую отметку оси ординат (оси напоров) принимают отметку низшей точки теплотрассы или отметку сетевых насосов.