Предварительный расчет

 

При известном располагаемом давлении Δр для всей сети, а также для ответвлений предварительно определяют ориентировочные средние удельные потери давления R_л, Па/м:

 

,                      (5.1)

 

где Δр – располагаемый перепад давления, Па; Σl – суммарная протяженность расчетной ветви (ответвления), м; α – коэффи-циент, учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях:

 

,

 

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

В данной курсовой работе при неизвестном располагаемом перепаде давления в начале и конце теплотрассы удельные потери давления R_л 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:

 

,                    (5.2)

 

где  – коэффициент, определяется по приложению 5; G – расход теплоносителя на участке, кг/с.

 

Проверочный расчет

 

По полученным значениям выбирается ближайший стандартный диаметр трубопровода для каждого участка [2, 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, которая заключается в расстановке на трассе тепловых сетей неподвижных опор, компенсаторов и запорнорегулирующей 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 (Приложение 8). 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.

Действительное линейное удельное падение давления, Па/м:

 

,                      (5.3)

 

где  – коэффициент, определяется по приложению 5.

Определяется эквивалентная длина местных сопротивлений, м:

 

,                       (5.4)

 

где A_l – коэффициент, определяется по приложению 5; Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений, установленных на участке (Приложение 6).

Определяются потери давления на участке, Па:

 

.                           (5.5)

 

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

Рассмотрим расчет ответвлений на примере. Схема тепловой сети изображена на рис. 5.1.

 

 

Рис. 5.1. Расчетная схема тепловой сети

 

Согласно вышесказанному необходимо стремиться к выполне-нию следующих условий:

 

Δр₍₄₊₅₎ = Δр₍₂₊₃₎; Δр₆ = Δр₅; Δр₇ = Δр₃.

 

В соответствии с этими условиями находятся ориентировочные удельные потери давления для ответвлений по формуле (5.1). Например, для ответвления с участками 4 и 5 получим:

 

.

 

По полученному значению находят диаметры трубопроводов, действительные удельные потери давления, скорости теплоносителя, потери давления на участках 4 и 5 (по формулам (5.2) – (5.5)).

Затем определяется невязка потерь давления на ответвлениях, которая должна лежать в пределах 10%. Например, для ответвления с участками 4 и 5 невязка составит:

 

.

 

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

 

Н_ni = Н_n(i-1) – Δp_i;                   (5.6)

 

Н_оi = Н_о(i-1) – Δp_i;                         (5.7)

 

Н_рi = Н_ni – Н_оi,                         (5.8)

 

где Н_n(i-1), Н_о(i-1), – напоры в подающем и обратном трубопроводах в начале данного участка, м вод. ст.; Δp_i – потеря давления на i-м участке, м вод. ст.

Результаты гидравлического расчета заносятся в табл. 5.1.

 

Таблица 5.1

Номер участка	G, кг/с	l, м	lэ, м	dнxS, мм	W, м/с	R΄л, Па/м	Δp, Па (м вод. ст.)	Нn, м вод. ст.	Но, м вод. ст.	Hp, м вод. ст.

 

6. Построение пьезометрического графика

 

После выполнения гидравлического расчета водяных тепловых сетей приступают к построению графика давлений для расчетной магистрали и характерных ответвлений. Напор, отсчитанный от оси прокладки теплопровода, называется пьезометрическим, а график давлений – пьезометрическим графиком.

Пьезометрический график позволяет: определить напоры в подающем и обратном трубопроводах, а также располагаемый напор в любой точке тепловой сети; с учетом рельефа местности, располагаемого напора и высоты зданий выбрать схемы присоединения потребителей; подобрать авторегуляторы, сопла элеваторов, дроссельные устройства для местных систем теплопотребления; подобрать сетевые и подпиточные насосы.

Пьезометрические графики строятся для гидростатического и гидродинамического режимов системы теплоснабжения. За начало координат принимают низшую отметку горизонталей рельефа местности (Приложение 1). В принятых масштабах изображается рельеф местности вдоль теплотрассы и высоты присоединенных зданий (Приложение 2). Строят линию статического напора, величина которого должна быть выше местных систем теплопотребления не менее чем на 5 м, обеспечивая их защиту от «оголения», и в то же время должна быть менее на 10 м (или более) величины максимального рабочего напора для местных систем.

Величина максимального рабочего напора местных систем теплопотребления составляет: для систем отопления со сталь-ными нагревательными приборами и для калориферов – 80 м; для систем отопления с чугунными радиаторами – 60 м; для независимых схем присоединения с поверхностными теплообменниками – 100 м.

Гидростатический напор в системах теплоснабжения при теплоносителе воде должен определяться для температуры сетевой воды, равной 100 °С.

Затем приступают к построению графиков напоров для гидродинамического режима. По оси ординат вначале откладывают разность между низшей отметкой рельефа местности и отметкой оси теплопровода в камере подключения промпредприятия к магистральным сетям, затем величины начального и конечного напоров теплосети в этой камере (Н_n и Н_о). После этого строятся графики напоров подающей и обратной линий тепловой сети на основании данных табл. 5.1.

Под пьезометрическим графиком располагают спрямленную однолинейную схему теплотрассы с ответвлениями, указывают номера и длины участков, диаметры трубопроводов, расходы теплоносителя, располагаемые напоры в узловых точках.

 

7. Выбор схем присоединений зданий к тепловой сети

 

Выбор схем присоединения систем отопления к тепловой сети производят исходя из пьезометрического графика.

Требуется обосновать выбор схемы присоединения каждого здания. При выборе схемы присоединения необходимо учитывать пьезометрические характеристики, а также возможность и целесообразность местного количественного регулирования теплоснабжения всех подключенных абонентов.

 

8. Гидравлический расчет паропровода

 

Задачей гидравлического расчета паропроводов является определение диаметров трубопроводов и потерь давления по участкам, исходя из расхода пара, располагаемого перепада давления (разности давления в начале Р_н и конце Р_к паропровода) с учетом изменения плотности пара вследствие падения давления и изменения температуры пара за счет потерь теплоты в окружающую среду.

Для гидравлического расчета разрабатывается расчетная и монтажная схема паропроводов по аналогии со схемами тепловой сети (см. п. 5).

Расчет состоит из предварительного и проверочного.