Построение пьезометрического графика

 

1. Построение пьезометрического графика начинаем с определения напора в коллекторе обратного трубопровода на источнике системы теплоснабжения. Эта точка определяется из условия обеспечения избыточного напора и минимального напора во всасывающем патрубке сетевого насоса. Величина напора находится в пределах 5…25 м.вод.ст. Принимаем:  = 25 м. вод. ст. [1].

2. Давление в точке ТК:  м. вод. ст.

3. Давление в обратном трубопроводе на абонентских вводах в жилые районы:

 м. вод. ст.

4. Давление в прямом трубопроводе на абонентских вводах в жилые районы с учётом потерь давления в абонентской установке,  25 м. вод. ст.:

 м. вод. ст.

5. В прямом трубопроводе в точке ТК:  м.вод.ст.

6. Коллектор прямого трубопровода в точке И:  м.вод.ст.

7. Нагнетательный патрубок сетевого насоса: м.вод.ст. Здесь - потери в сетевых подогревателях.

8. Прямой трубопровод на вводе в ПП:  м.вод.ст.

9. Обратного трубопровода на вводе в ПП:

 м.вод.ст.

График изображен на рисунке7.1.

 

Рисунок 7.1 – Пьезометрический график.

Выбор насосов

 

Для выбора насосов необходимо знать напор Нн, который должен создавать насос, и его подачу Vн при данном напоре.

Выбранная нами схема подключения абонентов и подогрева воды предусматривает выбор насосов следующего назначения:

1. Сетевые – обеспечивают движение воды в сетевых трубопроводах. Источник [1] требует наличия не менее двух сетевых насосов, один из которых является резервным;

2. Подпиточные – компенсируют утечки воды в сети. Для закрытой сети их число также должно быть не менее двух, при одном резервном;

3. Циркуляционные – создают циркуляцию воды в локальных водяных системах. Требования к их количеству аналогичны предыдущим.

 

7.4.1 Выбор сетевого насоса

Напор сетевых насосов следует принимать равным разности напоров на нагнетательном и всасывающем патрубках сетевого насоса при суммарных расчетных расходах воды. По пьезометрическому графику напор сетевого насоса будет равен:

 

,    (7.16)

 

где DHтпу – потери напора в теплоприготовительной установке, м;

Н = 6 м.вод.ст.

DH_под – потери напора в подающем трубопроводе, м;

ΔН_ПОД = ΔН_И-ТК + ΔН_ТК-Ж2 = 9,036 + 6,821 =15,857 м. вод. ст.;

DHобр – потери напора в обратном трубопроводе, м;

ΔНОБР = ΔНПОД=15,857 м. вод. ст.;

DHаб – потери напора у определяющего абонента, м.

Тогда по формуле (7.18):

 м.вод.ст.

Подача сетевого насоса равна расчётному расходу сетевой воды

G = G_И-ТК + G_И-ПП

G= 222,93 + 34,332 = 256,713 кг/с = 971,856м³/ч.

Согласно [1] количество сетевых насосов должно быть не менее двух, один из которых резервный. По [9] выбираем три насоса типа СЭ-500-70-11 включенных параллельно, (один резервный, два рабочих).В летний период будет работать только один насос СЭ-500-70-11(т.к. нагрузка идет только на горячее водоснабжение), который будет покрывать эту подачу.

Характеристики насоса приведены в таблице 7.2

 

Таблица 7.2 – Основные технические характеристики сетевого насоса СЭ-500-70-11

Тип насоса	V, м3/ч	H, м вод. ст.	Кавитационный запас, м вод. ст.	Частот вращения, 1/мин	, м вод. ст.	,
СЭ	500	70	10	3000	92,6	103

 

Строим характеристику сети:

 

,                                        (7.17)

 

где S – сопротивление сети, ;

 

 

Задаваясь различными величинами подачи V, строим характеристику сети, значения заносим в таблицу 7.3.

 

Таблица 7.3 – Построение характеристики сети

V, т/ч	0	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200	1300
DH, м.в.ст.	0	0,66	2,66	5,98	10,62	16,6	23,9	32,54	42,5	53,78	66,4	80,34	95,61	112,21

 

Строим характеристику насоса, значения заносим в таблицу 7.3:

 

 (7.18)

 

где n - число параллельно работающих насосов.

 

Таблица 7.4 – Построение характеристики насоса

V, т/ч	0	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200
DH, м.в.ст.	70	69,92	69,68	69,28	68,73	68,01	67,14	66,10	64,91	63,56	62,05	60,38	58,55

Строим характеристику трех параллельно работающих насосов, значения заносим в таблицу 7.4.

При параллельной работе , изменяется только V.

Таблица 7.5 – Построение характеристики для трех параллельно работающих насосов

V, т/ч	0	300	600	900	1200	1500	1800
DH, м.в.ст.	92,6	91,8	89,4	85,4	79,8	72,6	63,8

 

Построенные характеристики приведены на рисунке 7.2.

Рисунок 7.2 – Совмещенная характеристика сети и насоса.

1 – характеристика сети; 2 – характеристика одного насоса. 3 – характеристика трех параллельно работающих насосов

 

Параметры точки пересечения:

Vд=1071 м³/ч, Hд=80 м.вод.ст.. Исходя из этих параметров и параметров рабочей точки:

Vд> Vр=G=971,856 м³/ч, Hд> Hр=62,714 м.вод.ст.

Регулирование характеристики насосов осуществляется направляющим аппаратом, установленным перед рабочим колесом. Данный метод регулирования является наиболее экономичным и целесообразным.

 

7.4.2 Выбор подпиточного насоса

Напор подпиточных насосов должен определяться из условий поддержания в водяных тепловых сетях статического давления, т.е. быть равен полному статистическому напору сети:

ΔН_П = P_S = 47 м. вод. ст.

Подача подпиточного насоса должна обеспечивать восполнение потерь в тепловой сети. Согласно [1] расчетный расход воды для подпитки закрытых систем теплоснабжения следует принимать равным 0,75% фактического объема воды в трубопроводах тепловых сетей и присоединенных к ним системах отопления и вентиляции зданий. Кроме того должна предусматриваться дополнительная аварийная подпитка химически необработанной недеаэрированной водой, расход которой принимается равным 2% от объема воды в трубопроводах тепловых сетей и присоединенных к ним системах отопления и вентиляции зданий.

Подачу подпиточных насосов V³под, м³/ч, определяем по формуле

 

 (7.19)

 (7.20)

 

где Q – мощность системы теплоснабжения, Q = 95,02 МВт из п.3.2;

65 м  – объем сети, отнесенной к одному МВт нагрузки;

Тогда по формуле (7.19-7.20):

 

 м³/ч.

 м³/ч.

 

Выбираем 3 насоса КМ 90/55, один из которых является резервным. Характеристики выбранных насосов:

Таблица 7.6 – Основные технические характеристики подпиточного насоса К 90/55

Насос	Подача, м3/ч	Напор, м. вод. ст.	Кавитационный запас, м. вод. ст.	КПД не менее, %	Частота, об/мин
КМ 90/55	90	55	5,5	73	2900

 

Строим характеристику сети, пользуясь формулой (7.17):

 

Задаваясь различными величинами подачи V, строим характеристику сети, значения заносим в таблицу 7.7.

 

Таблица 7.7 – Построение характеристики сети

V, т/ч	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120
DH, м.в.ст.	0	0,31	1,23	2,77	4,93	7,7	11,09	15,09	19,71	24,95	30,8	37,27	44,35

 

Характеристика насосов подчиняется уравнению:

 

 

где n - число параллельно работающих насосов.

 

Таблица 7.8 – Построение характеристики насоса

V, т/ч	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120
DH, м.в.ст.	65	63,79	62,58	61,37	60,16	58,95	57,74	56,53	55,32	54,11	53,00	51,69	50,48

 

Построенные характеристики приведены на рисунке 7.3.

Рисунок 7.3 – Совмещенная характеристика сети и насоса.

1 – характеристика сети; 2 – характеристика насоса.

 

Точка пересечения: VД = 62 м³/ч, НД = 59 м. вод. ст.

Выбранный насос нам подходит, поскольку V_Д > V_Р = G = 123,526м³/ч,

Н_Д > Н_Р = 47 м. вод. ст.