Определение расчетных тепловых нагрузок

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

КП 1-43.01.05.05.41.13

 Разраб.

Брель Н.Н.

 Провер.

Стукач С.В.

 Реценз.

 

 Н. Контр.

 

 Утверд.

 

Гидравлический расчет тепловой сети

Лит.

Листов

45

ГГТУ гр.ТЭ-41

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

КП 1-43.01.05.05.41.13

5. Гидравлический расчет тепловой  сети

 

5.1 Общие сведения

 

Основной задачей гидравлического  расчета является определение диаметров  трубопроводов, а также потерь давления на участках тепловых сетей.

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

Расчет состоит из двух этапов: предварительного и проверочного.

Сначала выполняют расчет главной магистрали. По известным расходам, ориентируясь на рекомендованные величины удельных потерь давления , определяют диаметры трубопроводов , фактические удельные потери давления , а также скорость движения теплоносителя . Условный проход труб независимо от расчетного расхода теплоносителя должен приниматься в тепловых сетях не менее 32 мм. Скорость движения воды не должна быть более 3.5 м/с. Определив диаметры трубопроводов, находят количество компенсаторов на участках и другие виды местных сопротивлений. Затем определяют потери давления в местных сопротивлениях, полные потери давления на участках главной магистрали и суммарные по всей ее длине. Далее выполняют гидравлический расчет ответвлений, увязывая потери давления в них с соответствующими частями главной магистрали (от точки деления потоков до концевых потребителей). Увязку потерь давления следует выполнять подбором диаметров трубопроводов ответвлений. Невязка не должна быть более10%. Если такая увязка невозможна, то излишний напор на ответвлениях должен быть погашен соплами элеваторов, дроссельными диафрагмами и авторегуляторами. На основе имеющихся материалов гидравлических испытаний тепловых сетей и водопроводов в СНиП 2.04.07-86 [5] рекомендуются следующие значения абсолютной эквивалентной шероховатости , для гидравлического расчета тепловых сетей:

Паропроводы……………….0.002

Водяные сети ………………0.005

Конденсатопроводы………..0.001

 

 

 

 

 

5.2 Предварительный расчет

 

При известном располагаемом давлении для всей сети, а также для ответвлений предварительно определяют ориентировочные средние удельные потери давления :

 

 

 

где:    – располагаемый перепад давления, Па;

           – суммарная протяженность расчетной ветви (ответвления), м;

  – коэффициент, учитывающий долю потерь давления в местных       сопротивлениях:

 

 

 

где:     – расход теплоносителя на участке, кг/с.

  

В данной курсовой работе при неизвестном  располагаемом перепаде давления в начале и конце теплотрассы удельные потери давления в тепловых сетях могут быть приняты согласно рекомендациям [3]:

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.

Диаметр трубопровода, м:

 

 

 

где:     – коэффициент, определяется по [1] приложение 7;

 – расход теплоносителя на участке, кг/с.

 

для первого  участка:

 

    

 

Тогда:

 

 

 

 

 

Принимаем стандартное значение диаметра трубы:

 

 

 

Аналогично рассчитываем для остальных  участков. Полученные данные сводим в  таблицу 6.

 

Таблица 6. Данные по предварительному расчету

№ участка	Удельные потери давления	Расход, кг/с	Стандартный диаметр, м	Полученный диаметр, м
1-2	30	13.784	0.184	0.166
2-3	40	12.015	0.15	0.149
3-4	40	0.431	0.051	0.042
2-5	100	0.841	0.051	0.046
2-6	100	0.928	0.051	0.047
3-7	100	3.637	0.082	0.08
3-8	100	7.946	0.125	0.107

 

Выбор стандартного диаметра обусловлен гидравлическими особенностями          сети.

 

 

5.3 Проверочный расчет

 

По полученным значениям выбирается ближайший стандартный диаметр  трубопровода для каждого участка на генплане предприятия (Приложение 4), ([1], Приложение 11). Диаметр труб независимо от расчетного расхода воды должен приниматься не менее 32 мм. Затем рассчитывается скорость движения теплоносителя, которая не должна превышать 3,5 м/с.

После установления диаметров теплопроводов  производится разработка монтажной схемы (Приложение 4), 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. В каждой узловой камере устанавливают неподвижную опору. На участке между двумя неподвижными опорами предусматривают компенсатор. Повороты трассы теплосети под углом 90–130º используют для самокомпенсации температурных удлинений, а в местах поворотов под углом более 130º 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.

Действительное линейное удельное падение давления, Па/м:

 

 

 

где:   – коэффициент, определяется по [1] приложение 7.

 

Для первого  участка:  

 

 

 

Аналогично  рассчитывается для последующих  участков.

Определяется эквивалентная длина  местных сопротивлений, м:

 

 

 

где:    – коэффициент, определяется по [1] приложение 7 ;

    – сумма коэффициентов местных сопротивлений, установленных на участке (Приложение 4).

 

Для первого участка:

 

 

 

Аналогично  рассчитывается для последующих  участков.

Определяются потери давления на участке, Па:

 

 

 

Для первого  участка:

 

 

 

Аналогично  рассчитывается для последующих  участков.

Результаты  расчетов сведены в таблице 6.

После расчета главной магистрали приступают к расчету ответвлений. По принципу увязки потери давления от точки деления потоков до концевых точек для различных ветвей системы должны быть равны между собой.

Результаты гидравлического расчета заносятся в табл. 7.

 

Таблица 7. Результаты гидравлического расчета

№ уч.	G	l м	М	мм	W		м.в.ст	м.в.ст	м.в.ст	м.в.ст
1-2	13.784	40	28.528	184	0.259	18.733	1283.74	59.872	30.128	29.742
2-3	12.015	55	24.932	150	0.34	41.604	3325.487	59.539	30.461	29.078
3-4	0.431	60	7.65	51	0.106	15.46	1045.867	59.434	30.566	28.869
2-5	0.841	27.5	7.209	51	0.206	120.684	4188.766	59.453	30.547	28.905
2-6	0.928	30	8.385	51	0.227	110.57	4244.279	59.447	30.553	28.894
3-7	3.637	20	14.336	100	0.232	32.046	1100.342	59.429	30.571	28.858
3-8	7.946	15	22.107	125	0.324	30.391	1127.707	59.426	30.574	28.853

 

После расчета главной магистрали приступают к расчету ответвлений. По принципу увязки потери давления от точки деления потоков до концевых точек для различных ветвей системы должны быть равны между собой. На тех присоединениях, где это условие не выполнялось, устанавливаем дроссельные диафрагмы.

Согласно схеме необходимо стремиться к выполнению следующих условий:

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверим  данные условия:

 

 

 

 

 

 

 

 

После определения потерь давления на каждом участке теплосети рассчитывают напоры в подающем и обратном трубопроводах, а также располагаемый напор в конце каждого участка:

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим  на примере первого участка:

 

 

 

 

 

 

 

      Аналогично рассчитывается для последующих участков.