Теплоснабжение промышленного и жилого района

 

          

Рисунок 3  Годовой график теплового потребления по месяцам

 

 

1.1 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАФИКА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ НА ОТОПЛЕНИЕ. 

 

Принять расчетные температуры сетевой воды в подающей магистрали t1 в обратной магистрали t2 по заданию, после элеватора t3= 95 0С. Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления tнропо заданию. Расчетная температура воздуха внутри помещения  tв= 18 0С. Расчетные тепловые потоки принять те же. Температура горячей воды в системах горячего водоснабжения tгв = 60 0С, температура холодной воды tс= 50С. Балансовый коэффициент для нагрузки горячего водоснабжения aб= 1,2. Схема включения водоподогревателей систем горячего водоснабжения двухступенчатая последовательная. [12]

Предварительно выполним расчет и построение отопительно-бытового графика температур с температурой сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома =70 0С. Значения температур сетевой воды для систем отопления t01; t02; t03 определим используя расчетные зависимости для температур наружного воздуха tн= +8; 0; -10; -23; tнро0С

                                 (1.12)

                                           (1.13)

                                           (1.14)

 

 

Определим значения величин

                       (1.15)

                    (1.16)

Построим для открытой системы теплоснабжения скорректированного (повышенного) графика центрального качественного регулирования. Принимаем балансовый коэффициент aб = 1,2. Принимаем минимальную температуру сетевой воды в подающем трубопроводе для точки излома температурного графика 0С. Остальные исходные данные взять из предыдущей части.

Строим графики температур , , , используя расчеты по формулам (13); (14); (15) методического указания. Далее приступаем к расчету скорректированного графика. Определим балансовую нагрузку горячего водоснабжения

, МВт                  (1.17)

Суммарный перепад температур сетевой воды в верхней и нижней ступенях  водоподогревателей d  в течение всего отопительного периода постоянен и определяется по формуле

                                               (1.18)

Перепад температуры сетевой воды в нижней ступени водоподогревателя d2 соответствующий температуре наружного воздуха для точки излома температурного графика tн', а так же для всего диапазона температур наружного воздуха от +8оС до -10, определяют по формуле

                                               (1.19)

 

для диапазона от -8 до -22 величину d2 определяют по формуле

                                                (1.20)

где th - температура горячей воды поступающей из водоподогревателя в систему горячего водоснабжения, 0С;

tc - температура холодной водопроводной воды перед водоподогревателем нижней ступени, 0С;

th' - температура водопроводной воды после водоподогревателя нижней ступени, 0С, определяемая по формуле

                              (1.21)

- температура  сетевой воды в обратной магистрали  соответствующая точке излома  температурного графика, 0С

- температура  сетевой воды в обратной магистрали  принимаемая по отопительному  графику в соответствии с заданной  температурой наружного воздуха tн, 0С;

Температуру сетевой воды по повышенному графику в обратной магистрали t2п определяют по формуле, 0С

                                                                  (1.22)

Перепад температур сетевой воды в верхней ступени водоподогревателя d1 определяют по формуле, 0С

                                                                           (1.23)

Температуру сетевой воды в подающей магистрали t1п определяют по формуле

                                          (1.24)

 

По характеру изменения температуры и расхода теплоты на вентиляцию отопительный период делится на три диапазона.

В диапазоне I (от +10 оС до ) при переменной тепловой вентиляционной нагрузке температура воды в подающем трубопроводе постоянна. В этом диапазоне осуществляется местное количественное регулирование изменением расхода сетевой воды.

В диапазоне II (от до tнрv) по мере увеличения вентиляционной нагрузки возрастает и температура сетевой воды.

В диапазоне III  (от tнрv до tнро) возрастает температура сетевой воды и также тепловая нагрузка для большинства вентиляционных систем. Для систем вентиляции с рециркуляцией тепловая нагрузка в данном диапазоне поддерживается постоянной.

Для систем вентиляции без рециркуляции воздуха в диапазонах II и III осуществляется центральное качественное регулирование.

Для систем с рециркуляцией в диапазоне III осуществляется местное количественное регулирование изменением расхода сетевой воды и количества наружного и рециркуляционного воздуха.

При построении графиков температур сетевой воды для систем вентиляции основной задачей является определение температуры сетевой воды в обратном трубопроводе после калориферов t2v для различных диапазонов отопительного периода. Для решения этой задачи используют следующие уравнения:

для диапазона I (от +8 оС до 0 оС)

                                                           (1.25)

 

для диапазона III (от tv до to)

                                             (1.26)

где Dtк - температурный напор в калорифере, определяемый при температуре tн (Dtк' - то же при температуре )

                                                      (1.27)

Dtpк - расчетный температурный напор в калорифере, определенный при температуре наружного воздуха, расчетной для систем вентиляции, :

                               (1.28)

t1v, t2v – значения температур сетевой воды соответственно в подающем трубопроводе перед калориферами и в обратном трубопроводе после калориферов при заданной температуре наружного воздуха  tн ;

; - то же, но для точки излома температурного графика t .

; - то же, но при расчетной температуре наружного воздуха для вентиляции, tнрv.

Уравнения (2.13) и (2.15) решаются методом подбора. Расчет температур сетевой воды для отопительных и повышенных графиков регулирования может быть выполнен с использованием таблиц и номограмм, приведенных в приложении.

Таблица 4  Расчет повышенного графика для закрытой системы теплоснабжения.

tН	t10	t20	t30	d1	d2	t1	t2	t2V
8	73	46,43	57,7	4,23	7,08	75,7	45,8	22
0	73	46,43	57,7	4,23	7,08	75,7	45,8	45,8
-10	99,7	57,74	75,2	4,52	6,79	100	57,6	57,6
-16	115	64	85,3	3,71	7,6	114	64,2	64,2
-22	130	70	95	2,94	8,37	128	70,4	44

 

Используя данные таблицы 4, построим отопительно-бытовой, а также повышенный графики температур сетевой воды.

Рисунок 4  Отопительно - бытовой ( ) и повышенный (----) графики температур сетевой воды для открытой системы теплоснабжения

2 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТЕПЛОПРОВОДОВ ДВУХТРУБНОЙ ВОДЯНОЙ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ ЗАКРЫТОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.

 

Рисунок 5  Расчетная схема магистральной тепловой сети.

Расчетная схема теплосети от источника теплоты (ИТ) до кварталов города (КВ) приведена на рисунок 6. Для компенсации температурных деформаций предусмотреть сальниковые компенсаторы. Удельные потери давления по главной магистрали принять в размере 30-80 Па/м.

Расчет выполним для подающего трубопровода. Примем за главную магистраль наиболее протяженную и загруженную ветвь теплосети от ИТ до КВ 16 (участки 1-7) и приступим к ее расчету. По таблицам гидравлического расчета, приведенным в литературе [6,7], на основании известных расходов теплоносителя, ориентируясь на удельные потери давления R в пределах от 30 до 80 Па/м, определим для участков 1, 2, 3 диаметры трубопроводов dнxS, мм, фактические удельные потери давления R, Па/м, скорости воды V, м/с.

По известным диаметрам на участках главной магистрали определим сумму коэффициентов местных сопротивлений Sx и их эквивалентные длины Lэ. Так, на участке 1 имеется головная задвижка (x = 0,5), тройник на проход при разделении потока (x = 1,0), Количество сальниковых компенсаторов         (x = 0,3) на участке определим в зависимости от длины участка L и максимального допустимого расстояния между неподвижными опорами l. [4,5,6,7]

Эквивалентная длина участка Lэ составит

                                      Lэ= lэ × Sx , м      (2.1)

Далее определим приведенную длину участка Lп

                                      Lп=L + Lэ, м      (2.2)

Затем определим потери давления DP на участке 1

                                      DP = R × Lп , Па     (2.3)

Аналогично выполним гидравлический расчет участков  и  главной магистрали (см. таблица 6 и таблица 7).

Далее приступаем к расчету ответвлений. По принципу увязки потери давления DP от точки деления потоков до концевых точек (КВ) для различных ветвей системы должны быть равны между собой. Поэтому при гидравлическом расчете ответвлений необходимо стремиться к выполнению следующих условий

                           DP4+5 = DP2+3 ; DP6 = DP5 ; DP7 = DP3   (2.4)

Исходя из этих условий, найдем ориентировочные удельные потери давления для ответвлений.

Коэффициент a, учитывающий долю потерь давления на местные сопротивления, определим по формуле

                                    (2.5)

Ориентируясь на R = 69 Па/м определим по таблицам гидравлического расчета диаметры трубопроводов, удельные потери давления R, скорости V, потери давления DР на участках.

 

 

Таблица 5  Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений

№,п/п	Наименование участка	ΣG, кг/с	Σ G, т/ч	dy, мм	Rп, Па/м	L,м	Вид местного сопротивления	ξ	кол-во	Σξ	lэ,м	Lэ, м	Lп, м	∆P, Па	Σ∆P, Па	∆H,м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
1	ТЭЦ4-1	4247,8	1179,95	1420х16	39	1190	Задвижка	0,5	2	7,1	91,9	652,49	1842,5	71857,11	1729327	7,19
							Сальниковый компенсатор	0,3	12
							Тройник на проход при разделении потока	1,25	2
2	1-2	1762,6	489,62	1020х14	44,8	800	Задвижка	0,5	2	5,9	60,5	356,95	1157	51831,36	915881	5,18
							Сальниковый компенсатор	0,3	8
							Тройник на проход при разделении потока	1,25	2
3	2-3	1350,6	375,16	920х14	46,9	910	Задвижка	0,5	2	30,7	53,1	1630,2	2540,2	119134	781638	11,91
							П - образный компенсатор	1,7	16
							Тройник на проход при разделении потока	1,25	2
4	3-КВ7	343,0	95,27	630х11	21,4	160	Задвижка	0,5	2	6,9	32,9	227,01	387,01	8282,014		0,83
							П - образный компенсатор	1,7	2
							Тройник на проход при разделении потока	1,25	2
5	2-6	412,0	114,46	630х11	28	1420	Задвижка	0,5	2	46,3	32,9	1523,3	2943,3	82411,56	82411,6	8,24
							Отвод гнутый под углом 90	1	2
							П - образный компенсатор	1,7	24
							Тройник на проход при разделении потока	1,25	2
6	6-КВ8	213,0	59,18	530х9	21,4	200	Задвижка	0,5	2	10,3	26,5	272,95	472,95	10121,13		1,01
							П - образный компенсатор	1,7	4
							Тройник на проход при разделении потока	1,25	2
7	6-КВ9	199,0	55,28	426х9	57,2	200	Задвижка	0,5	2	10,3	19,8	203,94	403,94	23105,37		2,31
							П - образный компенсатор	1,7	4
							Тройник на проход при разделении потока	1,25	2
8	3-4	1007,6	279,89	820х14	43,6	1900	Задвижка	0,5	4	62,9	46	2893,4	4793,4	208992,2	662504	20,90
							Отвод гнутый под углом 90	1	4
							П - образный компенсатор	1,7	32
							Тройник на проход при разделении потока	1,25	2
9	4-КВ10	132,5	36,80	377х9	45,5	200	Задвижка	0,5	2	10,3	16,9	174,07	374,07	17020,19		1,70
							П - образный компенсатор	1,7	4
							Тройник на проход при разделении потока	1,25	2