Hydraulické a tepelné režimy potrubnej siete. Prednášky - Zdroje a systémy zásobovania teplom - súbor Kons_7.doc

HYDRAULICKÉ CHARAKTERISTIKY SYSTÉMU

Systémy ohrevu vody sú zložité hydraulické systémy, v ktorých je činnosť jednotlivých článkov vzájomne závislá. Pre správne ovládanie a reguláciu je potrebné poznať hydraulické charakteristiky prevádzkových zariadení - obehových čerpadiel a sietí.

Hydraulický režim systému je určený priesečníkom hydraulických charakteristík čerpadla a siete.

Obr.1. Hydraulické charakteristiky čerpadla a vykurovacej siete

Na obr. 1 krivka 1 - charakteristika čerpadla; krivka 2 - charakteristika tepelnej siete; bod A - priesečník týchto charakteristík, určuje hydraulický režim systému; H je tlak vyvinutý čerpadlom, ktorý sa rovná strate tlaku v uzavretom systéme; V je objemový prietok čerpadla, ktorý sa rovná prietoku vody v systéme.

Hydraulická charakteristika čerpadla je závislosť dopravnej výšky H alebo diferenčného tlaku Δp vytvoreného čerpadlom na objemovom prietoku čerpadla V. Charakteristiky čerpadla sú zvyčajne určené výrobcami alebo môžu byť zostavené podľa skúšobných údajov.

Pri konštantnej rýchlosti obežného kolesa možno pracovný úsek charakteristiky odstredivého čerpadla približne opísať rovnicou

Výkon, W, spotrebovaný čerpadlom v nominálnom režime, je určený vzorcom

V nominálnom režime v priemere . Pretože tlaková strata v tepelných sieťach sa spravidla riadi kvadratickým zákonom, charakteristikou tepelnej siete je kvadratická parabola opísaná rovnicou

Ako je zrejmé z (6.5), odpor siete závisí od jej geometrických rozmerov, absolútnej drsnosti vnútorného povrchu potrubí, ekvivalentnej dĺžky miestnych odporov a hustoty chladiacej kvapaliny, ale nezávisí od prietok chladiacej kvapaliny. Pre daný stav siete možno jej charakteristiku postaviť pomocou jedného známeho režimu. Na určenie odporu s stačí poznať prietok vody a tlakovú stratu Δр zodpovedajúcu tomuto prietoku pre niektorý režim.

Na stanici často spolupracuje niekoľko čerpadiel. Na určenie ich režimu spoločná práca je potrebné vybudovať súhrnnú charakteristiku. Poradie, v ktorom sa sčítavajú charakteristiky čerpadiel, závisí od spôsobu ich zapnutia. Ak sú čerpadlá zapojené paralelne, potom sa celková charakteristika vytvorí sčítaním prietokov (dodávok) pri rovnakých tlakoch.

Ryža. 2. Konštrukcia celkovej charakteristiky čerpadiel

a - zapojené paralelne, b - zapojené do série

Celková charakteristika skupiny paralelne zapojených čerpadiel s rovnakými charakteristikami je opísaná približnou rovnicou

Konštrukcia celkových charakteristík sériovo zapojených čerpadiel sa vykonáva sčítaním tlakov pri rovnakých prietokoch.

Celková charakteristika skupiny sériovo zapojených čerpadiel s rovnakými charakteristikami je opísaná približnou rovnicou

Stupeň zmeny napájania pri paralelnom zapojení čerpadiel závisí od typu sieťovej charakteristiky. Čím plochejšia je sieťová charakteristika, tým efektívnejšie je paralelné pripojenie čerpadiel. Čím strmšia je charakteristika siete, tým menší účinok má paralelné pripojenie.

Pri navrhovaní čerpacích jednotiek pozostávajúcich z niekoľkých čerpadiel pracujúcich paralelne by sa mali vybrať všetky čerpadlá s rovnakými charakteristikami a vypočítaný prietok každého z nich by sa mal brať ako rovný celkovému prietoku vody vydelenému počtom prevádzkovaných čerpadiel, bez započítania pohotovostné. Napájanie čerpadiel v sériovom zapojení závisí aj od typu sieťovej charakteristiky. Čím strmšia je charakteristika siete, tým efektívnejšie je sériové pripojenie.

HYDRAULICKÝ REŽIM UZATVORENÝCH SYSTÉMOV

Jednou z dôležitých podmienok pre normálnu prevádzku systémov zásobovania teplom je zabezpečiť, aby vo vykurovacej sieti pred skupinovými alebo lokálnymi vykurovacími bodmi (GTP alebo MTP) boli dostupné tlaky dostatočné na zásobovanie odberom vody účastníckymi zariadeniami zodpovedajúcimi ich tepelnému zaťaženiu. .

Úlohou výpočtu hydraulického režimu siete je zistiť spotrebu sieťovej vody u odberateľov a v jednotlivých úsekoch siete, ako aj tlaky (tlaky) a disponibilné tlakové rozdiely (tlaky) v uzlových bodoch siete. na skupinových a lokálnych vykurovacích bodoch (účastníckych vstupoch) pre daný režim prevádzky siete.

Dané sú zvyčajne schéma tepelnej siete, odpor s všetkých jej sekcií, tlak (tlak) na prívodnom a vratnom kolektore KVET alebo dostupný tlakový rozdiel (tlak) na kolektoroch KVET a tlak (tlak) v neutrálnom bode siete. Ak sú na účastníckych vstupoch automatické regulátory, je známa aj spotreba sieťovej vody odberateľmi, keďže tieto náklady sú udržiavané na danej úrovni pomocou automatických regulátorov. V tomto prípade odberatelia podľa známych prietokov vody v sieti zistia prietoky vody vo všetkých úsekoch vykurovacej siete a potom tlakovú stratu (tlak) vo všetkých častiach siete a zostavia piezometrický graf, ktorý určuje tlak (tlak) v uzlových bodoch vykurovacej siete a na účastníckych vstupoch.

Pri absencii autoregulátorov v GTP alebo MTP nie je spotreba sieťovej vody predplatiteľmi vopred známa a ich určenie je jednou z hlavných úloh výpočtu hydraulického režimu vykurovacej siete. Na vyriešenie tohto problému je potrebné poznať okrem odporov všetkých úsekov vykurovacej siete aj odpory všetkých MTP a účastníckych jednotiek. Uvažujme o metóde výpočtu spotreby vody odberateľov tepelnej siete pri absencii automatických regulátorov na odberateľských vstupoch.

Rns. 3. Schéma tepelnej siete

a - jednoriadkový obrázok; b - dvojriadkový obrázok

Úseky diaľnice sú očíslované rímskymi číslicami a odbočky pre predplatiteľov a predplatiteľov sú očíslované v arabčine.

Celková spotreba vody v sieti bude označená písmenom V bez indexu. Spotreba vody prostredníctvom účastníckeho systému - písmeno V s indexom rovným číslu účastníka. Napríklad V m - spotreba vody prostredníctvom účastníckeho systému m.

Relatívna spotreba vody cez účastnícky systém, t.j. pomer prietoku cez účastnícky systém k celkovému prietoku vody v sieti, označený V s indexom. Napríklad relatívna spotreba vody u účastníka

Spotrebu vody účastníka 1 je možné zistiť z rovnice

Preto

Nájdite prietok vody cez účastnícku jednotku 2, pre ktorú platí nasledujúca rovnica:

Podobne sa zistí relatívny prietok vody cez účastnícku jednotku 3:

Ak je k vykurovacej sieti pripojených n účastníkov, potom relatívny prietok vody systémom ktoréhokoľvek účastníka m

Pomocou tohto vzorca môžete nájsť prietok vody cez akýkoľvek účastnícky systém, ak je známy celkový prietok vody a odpor častí siete. Z (6.20) vyplýva, že relatívny prietok vody účastníckym systémom závisí len od odporu siete a nastavení účastníka a nezávisí od absolútneho prietoku vody v sieti.

Prečítajte si tiež:

Kapitola III: Režim uplatniteľný na honorárnych konzulárnych úradníkov a konzulárne úrady vedené takými úradníkmi.
MS Access. Toto pole v zobrazení návrhu sa vyžaduje na obmedzenie akcií používateľa v prípade potreby.
A. Programovanie činnosti girlandy pracujúcej v režime postupnej vlny
Gunnove diódové oscilátory. Konštrukcie, ekvivalentný obvod. Prevádzkové režimy. Parametre generátorov, oblasti použitia.
AUTOMATICKÁ REGULÁCIA TEPLOTY V BLOKOVÝCH SKLENÍKOCH
Automatická regulácia robotického čistiaceho kombajnu 1G405.

V systémoch ohrevu vody sú spotrebitelia zásobovaní teplom vhodným rozdelením odhadovaných prietokov sieťovej vody medzi ne. Na realizáciu takéhoto rozvodu je potrebné vypracovať hydraulický režim systému zásobovania teplom.

Účelom rozvoja hydraulického režimu sústavy zásobovania teplom je zabezpečiť optimálne prípustné tlaky vo všetkých prvkoch sústavy zásobovania teplom a potrebné dostupné tlaky v uzlových bodoch tepelnej siete, v skupinových a lokálnych vykurovacích bodoch, postačujúce na zásobovanie teplom. spotrebiteľov s odhadovanou spotrebou vody. Dostupný tlak je rozdiel medzi tlakmi vody v prívode a spätné potrubia.

Pre spoľahlivosť systému zásobovania teplom sú stanovené tieto podmienky:

Neprekračujte prípustné tlaky: v zdrojoch tepla a vykurovacích sieťach: 1,6-2,5 MPa - pre parovodné sieťové ohrievače typu PSV, pre oceľové teplovodné kotly, oceľové rúry a armatúry; v účastníckych jednotkách: 1,0 MPa - pre článkové ohrievače teplej vody; 0,8-1,0 MPa - pre oceľové konvektory; 0,6 MPa - pre liatinové radiátory; 0,8 MPa - pre ohrievače;

Zabezpečenie nadmerného tlaku vo všetkých prvkoch systému zásobovania teplom, aby sa zabránilo kavitácii čerpadiel a chránilo systém zásobovania teplom pred únikom vzduchu. Minimálna hodnota pretlaku sa predpokladá 0,05 MPa. Z tohto dôvodu musí byť piezometrické vedenie vratného potrubia vo všetkých režimoch umiestnené najmenej 5 m vody nad bodom najvyššej budovy. čl.;

Vo všetkých bodoch vykurovacieho systému musí byť udržiavaný tlak vyšší ako tlak nasýtenej vodnej pary pri maximálnej teplote vody, čím sa zabezpečí, že voda nezovrie. Nebezpečenstvo vriacej vody sa spravidla vyskytuje najčastejšie v prívodných potrubiach vykurovacej siete. Minimálny tlak v prívodných potrubiach sa odoberá podľa projektovej teploty vody v sieti, tabuľka 7.1.

Tabuľka 7.1

Čiara nevaru musí byť nakreslená na grafe rovnobežne s terénom vo výške zodpovedajúcej prebytočnej výške pri maximálnej teplote chladiacej kvapaliny.

Graficky je hydraulický režim vhodne znázornený vo forme piezometrického grafu. Piezometrický graf je zostavený pre dva hydraulické režimy: hydrostatický a hydrodynamický.

Účelom rozvoja hydrostatického režimu je zabezpečiť potrebný tlak vody v systéme zásobovania teplom v prijateľných medziach. Spodná hranica tlaku by mala zabezpečiť naplnenie spotrebiteľských systémov vodou a vytvoriť potrebný minimálny tlak na ochranu systému zásobovania teplom pred únikom vzduchu. Hydrostatický režim je vyvinutý s bežiacimi doplňovacími čerpadlami a bez cirkulácie.

Hydrodynamický režim je vyvinutý na základe údajov z hydraulického výpočtu tepelných sietí a je zabezpečený súčasnou prevádzkou doplňovacích a sieťových čerpadiel.

Vývoj hydraulického režimu sa redukuje na konštrukciu piezometrického grafu, ktorý spĺňa všetky požiadavky na hydraulický režim. Hydraulické režimy sietí ohrevu vody (piezometrické grafy) by mali byť vyvinuté pre vykurovacie a nevykurovacie obdobia. Piezometrický graf vám umožňuje: určiť tlak v prívodnom a spätnom potrubí; dostupný tlak v ktoromkoľvek bode vykurovacej siete, berúc do úvahy terén; podľa dostupného tlaku a výšky budov vyberte schémy pripojenia spotrebiteľov; vybrať automatické regulátory, dýzy výťahov, škrtiace zariadenia pre miestne systémy spotrebiteľov tepla; vyberte sieťové a doplňovacie čerpadlá.

Vytvorenie piezometrického grafu(obr. 7.1) sa vykonáva takto:

a) vyberú sa mierky pozdĺž osi x a y a vynesú sa terén a výška budovy štvrte. Piezometrické grafy sú postavené pre hlavné a rozvodné vykurovacie siete. Pre hlavné tepelné siete je možné použiť stupnice: horizontálne M g 1: 10000; vertikálne M pri 1:1000; pre rozvodné vykurovacie siete: M g 1:1000, M v 1:500; Nulová značka osi y (osi tlaku) sa zvyčajne berie ako značka najnižšieho bodu vykurovacieho potrubia alebo značka sieťových čerpadiel.

b) určí sa hodnota statickej výšky, ktorá zabezpečí plnenie spotrebných systémov a vytvorenie minimálneho prebytku. To je výška najvyššej budovy plus 3-5 metrov vody.

Po aplikácii terénu a výšky budov sa určí statická výška systému

H c t \u003d [H zd + (3¸5)], m (7,1)

Kde N zd je výška najvyššej budovy, m.

Statická hlava Hst je nakreslená rovnobežne s osou x a nemala by presiahnuť maximálnu prevádzkovú výšku pre lokálne systémy. Hodnota maximálneho pracovného tlaku je: pre vykurovacie systémy s oceľovými ohrievačmi a pre ohrievače - 80 metrov; pre vykurovacie systémy s liatinovými radiátormi - 60 metrov; pre nezávislé schémy pripojenia s povrchovými výmenníkmi tepla - 100 metrov;

c) Potom sa vybuduje dynamický režim. Nasávacia výška sieťových čerpadiel Ns je ľubovoľne zvolená, ktorá by nemala presiahnuť statickú výšku a poskytuje potrebný výtlak na vstupe, aby sa zabránilo kavitácii. Rezerva kavitácie v závislosti od merania čerpadla je 5-10 m.c.;

d) z podmieneného tlakového potrubia na saní čerpadiel siete sa postupne odkladajú tlakové straty na vratnom potrubí DH spiatočky hlavného potrubia tepelnej siete ( čiara A-B) pomocou výsledkov hydraulického výpočtu. Veľkosť tlaku vo vratnom potrubí musí spĺňať vyššie uvedené požiadavky pri konštrukcii vedenia statického tlaku;

e) požadovaný disponibilný tlak je posunutý u posledného účastníka CZT ab, z prevádzkových podmienok výťahu, ohrievača, zmiešavača a rozvodných vykurovacích sietí (linka B-C). Hodnota disponibilného tlaku v mieste pripojenia distribučných sietí sa predpokladá minimálne 40 m;

f) od posledného potrubného uzla tlakové straty v prívodnom potrubí hlavného potrubia DH pod ( riadok C-D). Tlak vo všetkých bodoch prívodného potrubia by podľa stavu jeho mechanickej pevnosti nemal presiahnuť 160 m;

g) tlakové straty v zdroji tepla DH ut ( Linka D-E) a získa sa tlak na výstupe zo sieťových čerpadiel. Pri absencii údajov možno stratu hlavy v komunikáciách CHP považovať za 25 - 30 m a pre okresnú kotolňu 8 - 16 m.

Stanoví sa tlak sieťových čerpadiel

Tlak doplňovacích čerpadiel je určený tlakom statického režimu.

V dôsledku takejto konštrukcie sa získa počiatočný tvar piezometrického grafu, ktorý umožňuje vyhodnotiť tlak vo všetkých bodoch systému zásobovania teplom (obr. 7.1).

Ak nespĺňajú požiadavky, zmeňte polohu a tvar piezometrického grafu:

a) ak tlakové potrubie vratného potrubia prekračuje výšku budovy alebo je od nej vzdialené menej ako 3¸5 m, potom by sa mal piezometrický graf zvýšiť tak, aby tlak vo vratnom potrubí zabezpečil naplnenie systému;

b) ak hodnota maximálneho tlaku vo vratnom potrubí presahuje povolený tlak v ohrievačoch a nie je možné ho znížiť posunutím piezometrického grafu nadol, potom by sa mal znížiť inštaláciou pomocných čerpadiel do vratného potrubia;

c) ak nevariace potrubie pretína tlakové vedenie v prívodnom potrubí, potom môže voda vrieť za priesečníkom. Preto by sa mal tlak vody v tejto časti vykurovacej siete zvýšiť, ak je to možné, posunutím piezometrického grafu nahor alebo inštaláciou pomocného čerpadla na prívodné potrubie;

d) ak maximálny tlak v zariadení tepelnej úpravy zdroja tepla prekročí prípustnú hodnotu, potom sa na prívodnom potrubí inštalujú posilňovacie čerpadlá.

Rozdelenie tepelnej siete do statických zón. Piezometrický graf je vyvinutý pre dva režimy. Po prvé, pre statický režim, keď v systéme zásobovania teplom nie je cirkulácia vody. Predpokladá sa, že systém je naplnený vodou s teplotou 100 °C, čím sa eliminuje potreba udržiavať nadmerný tlak v tepelných trubiciach, aby sa zabránilo varu chladiacej kvapaliny. Po druhé, pre hydrodynamický režim - v prítomnosti cirkulácie chladiacej kvapaliny v systéme.

Vývoj rozvrhu začína statickým režimom. Umiestnenie celej čiary statického tlaku na grafe by malo zabezpečiť, aby boli všetci účastníci pripojení k vykurovacej sieti podľa závislej schémy. Aby to bolo možné, statický tlak by nemal prekročiť prípustný tlak z pevnostných podmienok účastníckych inštalácií a mal by zabezpečiť naplnenie miestnych systémov vodou. Prítomnosť spoločnej statickej zóny pre celý systém zásobovania teplom zjednodušuje jeho prevádzku a zvyšuje jeho spoľahlivosť. Ak existuje výrazný rozdiel v geodetických výškach zeme, zriadenie spoločnej statickej zóny je nemožné z nasledujúcich dôvodov.

Najnižšia poloha hladiny statického tlaku sa určí z podmienok naplnenia miestnych sústav vodou a zabezpečenia v najvyšších bodoch sústav najvyšších budov nachádzajúcich sa v pásme najväčších geodetických značiek pretlak najmenej 0,05 MPa. Takýto tlak sa ukazuje ako neprijateľne vysoký pre budovy nachádzajúce sa v tej časti územia, ktorá má najnižšie geodetické značky. Za takýchto podmienok je potrebné rozdeliť systém zásobovania teplom na dve statické zóny. Jedna zóna pre časť územia s nízkymi geodetickými značkami, druhá - s vysokými.

Na obr. 7.2 ukazuje piezometrický graf a schému zapojenia systémy zásobovania teplom pre oblasť s výrazným rozdielom geodetických výšok úrovne terénu (40m). Časť územia priľahlá k zdroju dodávky tepla má nulové geodetické značky, v okrajovej časti územia sú značky 40m. Výška budov je 30 a 45 m. Pre možnosť plnenia vykurovacích systémov budov vodou III a IV nachádza sa na značke 40 m a vytvára prebytočnú hlavu 5 m v najvyšších bodoch systémov, úroveň plnej statickej výšky by mala byť umiestnená na značke 75 m (riadok 5 2 - S 2). V tomto prípade bude statická výška 35 m. Výška 75 m je však pre budovy neprijateľná ja A II nachádza na nule. Pre nich prípustná najvyššia poloha celkovej hladiny statického tlaku zodpovedá 60m. Za uvažovaných podmienok teda nie je možné zriadiť spoločnú statickú zónu pre celý systém zásobovania teplom.

Možným riešením je rozdelenie systému zásobovania teplom na dve zóny s rôznymi úrovňami celkového statického tlaku - spodnú s úrovňou 50 m (č. S t-Si) a horný s výškou 75 m (linka S 2 -S2). S týmto riešením môžu byť všetci spotrebitelia pripojení k systému zásobovania teplom podľa závislej schémy, pretože statické tlaky v dolnej a hornej zóne sú v prijateľných medziach.

Aby sa po zastavení cirkulácie vody v systéme ustanovili úrovne statických tlakov v súlade s akceptovanými dvoma zónami, je na križovatke umiestnené oddeľovacie zariadenie (obr. 7.2 6 ). Toto zariadenie chráni vykurovaciu sieť pred vysoký krvný tlak keď sa obehové čerpadlá zastavia, automaticky ho rozreže na dve hydraulicky nezávislé zóny: hornú a dolnú.

Keď sa obehové čerpadlá zastavia, poklesu tlaku vo vratnom potrubí hornej zóny zabráni regulátor tlaku „sám k sebe“ RDDS (10), ktorý udržiava konštantný vopred stanovený tlak HRDDS v mieste voľby impulzu. Keď tlak klesne, zatvorí sa. Poklesu tlaku v prívodnom potrubí sa zabráni a spätný ventil(11), ktorý sa tiež uzatvára. RDDS a spätný ventil teda rozdeľujú vykurovací systém na dve zóny. Na napájanie hornej zóny je nainštalované pomocné čerpadlo (8), ktoré odoberá vodu zo spodnej zóny a dodáva ju do hornej. Dopravná výška vyvinutá čerpadlom sa rovná rozdielu medzi hydrostatickými hlavami hornej a dolnej zóny. Spodná zóna je napájaná doplňovacím čerpadlom 2 a regulátorom doplňovania 3.

Obrázok 7.2. Vykurovací systém rozdelený do dvoch statických zón

a - piezometrický graf;

b - schematický diagram systému zásobovania teplom; S 1 - S 1 - čiara celkovej statickej hlavy spodnej zóny;

S 2 - S 2, - čiara celkovej statickej hlavy hornej zóny;

N p.n1 - tlak vyvíjaný doplňovacím čerpadlom spodnej zóny; N p.n2 - tlak vyvíjaný doplňovacím čerpadlom hornej zóny; N RDDS - hlavica, na ktorú sú nastavené regulátory RDDS (10) a RD2 (9) ΔN RDDS - tlak ovládaný na ventile regulátora RDDS v hydrodynamickom režime; I-IV- predplatiteľov; 1 nádrž na prídavnú vodu; 2.3 - doplňovacie čerpadlo a regulátor doplňovania spodnej zóny; 4 - čerpadlo proti prúdu; 5 - hlavné ohrievače pary a vody; 6- sieťové čerpadlo; 7 - špičkový kotol na teplú vodu; 8 , 9 - doplňovacie čerpadlo a regulátor doplňovania pre hornú zónu; 10 - regulátor tlaku "pre seba" RDDS; 11- spätný ventil

Regulátor RDDS je nastavený na tlak Nrdds (obr. 7.2a). Regulátor podávania RD2 je nastavený na rovnaký tlak.

V hydrodynamickom režime regulátor RDDS udržuje tlak na rovnakej úrovni. Na začiatku siete udržiava doplňovacie čerpadlo s regulátorom tlak H O1. Rozdiel medzi týmito hlavami slúži na prekonanie hydraulického odporu vo vratnom potrubí medzi oddeľovacím zariadením a obehové čerpadlo zdroj tepla, zvyšok tlaku sa odpracuje v škrtiacej stanici pri ventile RDDS. Na obr. 8.9 a táto časť tlaku je znázornená hodnotou ΔН RDDS. Škrtiaca rozvodňa v hydrodynamickom režime umožňuje udržiavať tlak vo vratnom potrubí hornej zóny nie nižší ako akceptovaná úroveň statického tlaku S 2 - S 2 .

Piezometrické čiary zodpovedajúce hydrodynamickému režimu sú znázornené na obr. 7.2a. Najvyšší tlak vo vratnom potrubí pri spotrebiči IV je 90-40 = 50 m, čo je prijateľné. Tlak vo spätnom potrubí spodnej zóny je tiež v prijateľných medziach.

V prívodnom potrubí je maximálny tlak za zdrojom tepla 160 m, čo nepresahuje prípustný z podmienky pevnosti potrubia. Minimálna piezometrická výška v prívodnom potrubí je 110 m, čo zaisťuje, že chladiaca kvapalina neprekypí, pretože pri projektovanej teplote 150 ° C je minimálny povolený tlak 40 m.

Piezometrický graf vyvinutý pre statické a hydrodynamické režimy poskytuje možnosť pripojenia všetkých účastníkov podľa závislej schémy.

Ďalšie možné riešenie hydrostatického režimu systému zásobovania teplom znázorneného na obr. 7.2 je pripojenie časti účastníkov podľa samostatnej schémy. Tu môžu byť dve možnosti. Prvá možnosť- nastaviť celkovú úroveň statického tlaku na 50 m (riadok S 1 - S 1) a spojiť budovy umiestnené na horných geodetických značkách podľa samostatnej schémy. V tomto prípade bude statický tlak v ohrievačoch vody na vodu budov v hornej zóne na strane vykurovacieho chladiva 50-40 = 10 m a na strane ohrievaného chladiva bude stanovený podľa výšky budov. Druhou možnosťou je nastavenie celkovej úrovne statického tlaku na cca 75 m (riadok S 2 - S 2) s budovami hornej zóny zapojenými podľa závislej schémy a budovami dolnej zóny - podľa samostatnej jeden. V tomto prípade bude statická výška v ohrievačoch voda-voda na strane vykurovacieho chladiva 75 m, t.j. menej ako prípustná hodnota (100 m).

Hlavná 1, 2; 3;

pridať. 4, 7, 8.

Najdôležitejšou úlohou pri projektovaní a prevádzke systémov zásobovania teplom je vývoj efektívneho hydraulického režimu, ktorý zabezpečí spoľahlivú prevádzku tepelných sietí.

Spoľahlivý výkon znamená:

1) zabezpečenie požadovaného tlaku pred účastníkmi ();

2) vylúčenie varu chladiacej kvapaliny v prívodnom potrubí;

3) eliminácia vyprázdňovania vykurovacích systémov v budovách, čo znamená následné vetranie pri reštarte;

4) vylúčenie nebezpečného pretlaku u spotrebiteľov, spôsobujúceho možnosť prasknutia potrubí a vykurovacích armatúr.

Pod hydraulický režim tepelné siete chápu vzťah medzi tlakmi (hlavami) a prietokmi chladiva v rôznych bodoch siete v danom čase.

Hydraulický režim vykurovacej siete je študovaný budovou tlakový graf (piezometrický graf).

Harmonogram je zostavený po hydraulickom výpočte potrubí. Umožňuje vám vizuálnu navigáciu v hydraulickom režime prevádzky vykurovacích sietí s rôznymi režimami prevádzky, berúc do úvahy vplyv terénu, výšku budov a tlakové straty vo vykurovacích sieťach. Podľa tohto harmonogramu je možné ľahko určiť tlak a dostupnú hlavu v akomkoľvek bode siete a účastníckeho systému, vybrať vhodné čerpacie zariadenie pre čerpacie stanice a schému automatického riadenia pre hydraulický režim prevádzky ITP.

Uvažujme piezometrický graf pre tepelnú sieť umiestnenú na teréne s pokojným reliéfom (obr. 7.1). Rovina s nulovou značkou je zarovnaná s polohovou značkou zariadenia na tepelné spracovanie. Profil hlavnej línie 1 -2-3 -III zarovnané s vertikálnou rovinou, v ktorej je nakreslený piezometrický graf. Na mieste 2 vetva pripojená k hlavnej 2 -ja. Táto vetva má svoj profil v rovine kolmej na hlavnú čiaru. Aby bolo možné zobraziť profil pobočky 2 -ja na piezometrickom grafe ho otočte o 90° proti smeru hodinových ručičiek okolo bodu 2 a je kompatibilný s profilovou rovinou hlavného vlasca. Po zarovnaní rovín profil odbočky zaujme polohu znázornenú čiarou na grafe 2 - . Podobne postavíme profil pre pobočku 3 - .

Zvážte prevádzku dvojrúrkového systému zásobovania teplom, ktorého schematický diagram je znázornený na obr. 7.1, V. Z tepelnej úpravy T vstupuje do prívodného teplovodu v mieste vysokoteplotná voda c P1 s plnou hlavou v prívodnom potrubí zdroja tepla (tu je počiatočná celková dopravná výška po sieťových čerpadlách (bod K); - tlaková strata sieťovej vody v úpravni tepla). Od geodetickej značky inštalácie sieťových čerpadiel sa celkový tlak na začiatku siete rovná piezometrickému tlaku a zodpovedá pretlaku v kolektoroch zdroja tepla. Horúca voda pozdĺž prívodného vedenia 1-2-3-III a pobočky 2-I A 3-II vstupuje do miestnych systémov odberateľov tepla ja, II, III. Celkové tlaky v prívodnom potrubí a vetvách sú znázornené v grafoch spádu P1-PIII,P2-PI,P3-PII. Ochladená voda sa posiela spätným potrubím do zdroja tepla. Grafy celkových tlakov vo vratných tepelných trubiciach sú znázornené čiarami OIII-01, OII- O3, OI-O1.

Nazýva sa rozdiel tlaku v prívodnom a spätnom potrubí pre ľubovoľný bod v sieti dostupný tlak. Keďže prívodné a vratné potrubia majú v ktoromkoľvek bode rovnakú geodetickú nadmorskú výšku, dostupná výška sa rovná rozdielu medzi celkovými alebo piezometrickými hlavami:

Pre predplatiteľov sú dostupné tlaky rovnaké: ;

; . Celkový tlak na konci vratného potrubia pred sieťovým čerpadlom na vratnom potrubí zdroja tepla je . Preto k dispozícii

tlak v kolektoroch tepelnej úpravy

Sieťové čerpadlo zvyšuje tlak vody prichádzajúcej zo spätného potrubia a smeruje ju do tepelnej úpravy, kde sa ohrieva na . Čerpadlo vyvíja tlak.

Ryža. 7.1. Piezometrický graf (A), schéma jednoduchého potrubia (b) a schéma dvojrúrkovej vykurovacej siete (V)

ja-III- predplatiteľov; 1, 2, 3 - uzly; P- prívodné vedenie; O - spätné vedenie; H- tlak; T- zariadenie na tepelné spracovanie; SI- sieťové čerpadlo; RD- regulátor tlaku; D- impulzný výberový bod pre RD; Po- make-up čerpadlo; B - nádrž na prídavnú vodu; nevie - vypúšťací ventil.

Tlaková strata v prívodnom a spätnom potrubí sa rovná rozdielu celkového tlaku na začiatku a na konci potrubia. Pre prívodné vedenie sú rovnaké , a naopak .

Opísaný hydrodynamický režim sa dodržiava počas prevádzky sieťového čerpadla. Poloha piezometrickej spätnej čiary v bode O1 udržiavané konštantné v dôsledku práce doplňovacia pumpa PN A regulátor tlaku RD. Tlak vyvíjaný doplňovacím čerpadlom pri hydrodynamický režim, škrtený ventilom RD takým spôsobom, že v bode výberu tlakového impulzu D z obtokového potrubia sieťového čerpadla sa udržiava dopravná výška rovnajúca sa celkovej dopravnej výške vyvinutej doplňovacím čerpadlom.

Na obr. 7.2 je znázornený graf tlakov v doplňovacom potrubí a v obtokovom potrubí, ako aj schematický diagram doplňovacieho zariadenia.

Ryža. 7.2. Tabuľka tlaku v línii make-upu 1 -2 a v obtokovom potrubí sieťového čerpadla 2 -3 písm. a schému napájania (b):

H- piezometrické hlavy; - strata tlaku v škrtiacich telesách regulátora tlaku RD a vo ventiloch A a B; SN, PO- sieťové a doplňovacie čerpadlá; DC- vypúšťací ventil; B- nádrž na doplňovaciu vodu

Pred doplňovacím čerpadlom sa celkový tlak podmienečne rovná nule. make-up pumpa Po vyvíja tlak. Tento tlak bude v potrubí k regulátoru tlaku RD. Strata tlaku v dôsledku trenia v sekciách 1 -2 A 2 -3 zanedbané pre svoju malosť. V obtokovom potrubí sa chladiaca kvapalina pohybuje od bodu 3 k veci 2. V posúvačoch A A IN využíva sa všetok tlak vyvinutý sieťovým čerpadlom. Stupeň uzavretia týchto ventilov je regulovaný tak, že vo ventile A tlak bol vypočítaný a celkový tlak po ňom bol rovný .

vo ventile IN tlak funguje , a (Tu - tlak po RD). Regulátor tlaku udržuje konštantný tlak v bode D medzi ventilmi A A IN. Zároveň v bode 2 tlak bude udržiavaný a na ventile RD sa vytvorí tlak.

S nárastom úniku chladiacej kvapaliny zo siete, tlaku v bode D začne klesať, ventil RD sa trochu otvorí, dodávka vykurovacej siete sa zvýši a tlak sa obnoví. Keď sa únik zníži, tlak v bode D začne stúpať a ventil RD prekryté. Ak je ventil zatvorený RD tlak sa bude ďalej zvyšovať, napríklad v dôsledku zvýšenia objemu vody so zvýšením jej teploty sa otvorí vypúšťací ventil nevie, udržiavanie konštantného tlaku „na seba“ v bode D, a vypustite prebytočnú vodu do odtoku. Takto funguje odličovacie zariadenie v hydrodynamickom režime. Pri zastavení čerpadiel siete sa zastaví cirkulácia chladiacej kvapaliny v sieti a tlak v celom systéme klesne na . regulátor tlaku RD sa otvorí a napájacie čerpadlo Po udržiava konštantný tlak v celom systéme.

Takže v druhom charakteristickom hydraulickom režime - statické- vo všetkých bodoch systému zásobovania teplom sa vytvorí plný tlak, ktorý vytvorí doplňovacie čerpadlo. Na mieste D v hydrodynamickom aj statickom režime sa udržiava konštantný tlak.Takýto bod sa nazýva neutrálny.

V dôsledku vysokého hydrostatického tlaku vytváraného vodným stĺpcom a vysokej teploty dopravovanej vody sú prísne požiadavky na prípustný tlakový rozsah v prívodnom aj vratnom potrubí. Tieto požiadavky ukladajú obmedzenia na možné usporiadanie piezometrických čiar v statickom aj hydrodynamickom režime.

Aby sme vylúčili vplyv miestnych systémov na tlakový režim v sieti, budeme predpokladať, že sú zapojené podľa nezávislej schémy, v ktorej sú hydraulické režimy vykurovacej siete a miestnych systémov autonómne. Za takýchto podmienok sú na tlakový režim v sieti kladené nasledujúce požiadavky.

Pri prevádzke vykurovacej siete a pri vytváraní grafu piezometrických tlakov musia byť splnené nasledujúce podmienky (v dynamickom aj statickom režime), ktoré sú uvedené v poradí ich overovania pri vykresľovaní grafu.

1. Piezometrická hlavica v spiatočke siete musí byť vyššie ako statická úroveň pripojených systémov (výšky budov N zd) minimálne do 5 m(rezerva), inak spätný tlak H arr bude menší ako statický tlak budovy N zd a hladina vody v budovách sa nastaví na výšku tlaku spätného piezometra a nad ním sa objaví podtlak (odkryje sa systém), ktorý spôsobí únik vzduchu do systému. Na grafe bude táto podmienka vyjadrená tak, že čiara inverzného piezometra musí prejsť 5 m nad budovou:

N arr N zd + 5 m; N st N zd + 5 m.

2. V ktoromkoľvek bode spätného vedenia musí byť piezometrický tlak aspoň 5 m aby nedochádzalo k podtlaku a úniku vzduchu do siete (5 m- rezerva). Na grafe je táto podmienka vyjadrená skutočnosťou, že piezometrická spätná čiara a čiara statickej hlavy v ktoromkoľvek bode siete musia ísť najmenej 5 m nad úrovňou terénu:

Nie je N s + 5 m; N st N s + 5 m.

3. Nasávacia výška sieťových čerpadiel (plniaci tlak ale) musí byť aspoň 5 m aby ste sa uistili, že čerpadlá sú naplnené vodou a nedochádza k kavitácii:

ale 5 m.

4. Tlak vody vo vykurovacom systéme musí byť nižší ako maximálny povolený tlak, ktorý ohrievače vydržia (6 kgf / cm2). Na grafe je tento stav vyjadrený tým, že na vstupoch do budov by piezometrické tlaky vo vratnom potrubí a statická úroveň siete nemali byť vyššie ako N pridať \u003d 55 m(s okrajom 5 m):

N arr - N s 55 m; N st - N s 55 m.

5. V prívodnom potrubí do výťahu, kde je vyššia teplota vody , tlak musí byť udržiavaný nie nižší ako tlak varu vody pri teplote chladiacej kvapaliny - brané s rezervou; (pre statickú úroveň to nie je potrebné):

Hs=20 m v a Hs=40 m v .

Na grafe bude tento stav vyjadrený tým, že tlakové vedenie v prívodnom potrubí by malo byť resp. Hs nad najvyšším bodom prehriatej vody vo vykurovacom systéme (pre obytné budovy to bude úroveň terénu a pre priemyselné budovy najvyšší bod prehriatej vody v dielňach):

H pod H s + 5 m.

6. Statická úroveň lokálnych systémov (úroveň hornej časti budov) by nemala vytvárať tlak v systémoch iných budov viac, ako je pre ne maximálne prípustné, inak, keď sa sieťové čerpadlá zastavia, zariadenia týchto systémov budú rozdrvené vplyvom tlaku vody vysoko položených budov. Na grafe bude tento stav vyjadrený tým, že úrovne výškových budov by nemali presiahnuť viac ako 55 m prízemné úrovne iných budov.

7. Tlak v žiadnom bode systému by nemal prekročiť maximálnu povolenú pevnosť zariadenia, dielov a armatúr. Zvyčajne vezmite maximum pretlak R dodatočné=16…22 kgf / cm2. To znamená, že piezometrická hlavica v ktoromkoľvek bode prívodného potrubia (od úrovne zeme) musí byť min N dodatočné - 5 m(s okrajom 5 m):

N pod - N s N dodatočných - 5 m.

8. Dostupný tlak (rozdiel piezometrických tlakov v prívodnom a vratnom potrubí) na vstupoch do budov musí byť najmenej tlaková strata v systéme účastníka:

N r \u003d N pod - N arr N zd.

Piezometrický graf teda umožňuje zabezpečiť efektívny hydraulický režim vykurovacej siete a zvoliť čerpacie zariadenie.

Kontrolné otázky

1. Uveďte hlavné úlohy výberu tlakového režimu vodovodných vykurovacích sietí z podmienky spoľahlivosti systému zásobovania teplom.

2. Aké sú hydrodynamické a statické režimy prevádzky tepelnej siete? Zdôvodnite podmienky na určenie polohy statickej úrovne.

3. Prezentujte techniku zostrojenia piezometrického grafu.

4. Uveďte požiadavky na určenie polohy na piezometrickom grafe tlakových potrubí v prívodnom a vratnom potrubí vykurovacej siete.

5. Na základe akých podmienok sa do piezometrického grafu vykresľujú úrovne prípustných maximálnych a minimálnych piezometrických tlakov pre prívodné a vratné potrubie systému zásobovania teplom?

6. Aký je „neutrálny“ bod na piezometrickom grafe a aké zariadenie sa používa na reguláciu jeho polohy na KGJ alebo kotolni?

7. Ako sa určuje prevádzkový tlak sieťových a doplňovacích čerpadiel?

Úloha hydraulického výpočtu zahŕňa:

Určenie priemeru potrubí;

Stanovenie poklesu tlaku (tlaku);

Stanovenie tlakov (hlavy) v rôznych bodoch siete;

Koordinácia všetkých bodov siete v statickom a dynamickom režime s cieľom zabezpečiť prijateľné tlaky a požadované tlaky v sieti a účastníckych systémoch.

Podľa výsledkov hydraulického výpočtu je možné vyriešiť nasledujúce úlohy.

Stanovenie kapitálových nákladov, spotreby kovu (potrubia) a hlavného rozsahu prác na kladenie vykurovacej siete.

Stanovenie charakteristík obehových a doplňovacích čerpadiel.

Stanovenie prevádzkových podmienok vykurovacej siete a výber schém pripojenia účastníkov.

Výber automatizácie pre vykurovaciu sieť a predplatiteľov.

Vývoj prevádzkových režimov.

Schémy a konfigurácie tepelných sietí.

Schéma tepelnej siete je určená umiestnením zdrojov tepla vo vzťahu k oblasti spotreby, povahe tepelného zaťaženia a typu tepelného nosiča.

Špecifická dĺžka parných sietí na jednotku vypočítaného tepelného zaťaženia je malá, pretože spotrebitelia pary - spravidla priemyselní spotrebitelia - sa nachádzajú v krátkej vzdialenosti od zdroja tepla.

Náročnejšou úlohou je výber schémy sietí na ohrev vody z dôvodu veľkej dĺžky, veľkého počtu účastníkov. Vodné vozidlá sú menej odolné ako parné kvôli väčšej korózii, citlivejšie na nehody kvôli vysokej hustote vody.

Obr.6.1. Jednolinková komunikačná sieť dvojrúrkovej tepelnej siete

Vodovodné siete sa delia na hlavné a rozvodné siete. Prostredníctvom hlavných sietí sa chladivo dodáva zo zdrojov tepla do oblastí spotreby. Prostredníctvom distribučných sietí sa voda dodáva do GTP a MTP a odberateľom. Predplatitelia sa len zriedka pripájajú priamo na chrbticové siete. Deliace komory s ventilmi sú inštalované v miestach pripojenia distribučnej siete k hlavným. Sekcionálne ventily na hlavných sieťach sa zvyčajne inštalujú po 2-3 km. Vďaka inštalácii sekčných ventilov sa znižujú straty vody pri nehodách vozidiel. Rozvodné a hlavné TS s priemerom menším ako 700 mm sa zvyčajne vyrábajú ako slepé. V prípade havárií je na väčšine územia krajiny povolená prestávka v zásobovaní budov teplom až na 24 hodín. Ak je prerušenie dodávky tepla neprijateľné, je potrebné zabezpečiť duplikáciu alebo spätnú slučku PS.

Obr.6.2. Kruhová vykurovacia sieť z troch KVET Obr.6.3. Radiálna vykurovacia sieť

Pri zásobovaní veľkých miest teplom z viacerých KVET je vhodné zabezpečiť vzájomné blokovanie KVET prepojením ich rozvodov s blokovacími prípojkami. V tomto prípade sa získa kruhová vykurovacia sieť s niekoľkými zdrojmi energie. Takáto schéma má vyššiu spoľahlivosť, poskytuje prenos rezervných vodných tokov v prípade nehody v ktorejkoľvek časti siete. Pri priemeroch vedení siahajúcich od zdroja tepla 700 mm alebo menej sa zvyčajne používa radiálna schéma tepelnej siete s postupným zmenšovaním priemeru potrubia, ako sa vzďaľuje od zdroja a znižuje sa pripojené zaťaženie. Takáto sieť je najlacnejšia, ale v prípade havárie je dodávka tepla účastníkom zastavená.

Hlavné vypočítané závislosti

Jednorozmerný ustálený pohyb tekutiny v potrubí je opísaný Bernoulliho rovnicou.

, Kde

Z 1 , Z 2 - geometrická výška osi potrubia v sekciách 1 a 2; w 1 a w 2 – rýchlosti pohybu tekutín v sekciách 1 a 2; p 1 a p 2 – tlak kvapaliny na os potrubia v sekciách 1 a 2; D p- pokles tlaku v segmente 1-2; g- gravitačné zrýchlenie. Bernoulliho rovnica môže byť napísaná pre hlavy delením oboch častí g.

Obr.6.1. Schéma pohybu tekutiny v potrubí

Rýchlosť tekutiny v potrubiach je nízka, takže kinetická energia prúdenia môže byť zanedbaná. Výraz H=p/r g sa nazýva piezometrická hlava a súčet výšky Z a piezometrickej hlavy sa nazýva celková hlava.

H 0 = Z + p/rg = Z + H. (6.1)

Pokles tlaku v potrubí je súčtom lineárnych tlakových strát a tlakových strát v dôsledku miestnych hydraulických odporov.

D p= D p l+d p m. (6,2)

V potrubiach D p l = R l L, Kde R l je špecifický pokles tlaku, t.j. pokles tlaku na jednotku dĺžky potrubia, určený vzorcom d "Arcy.

. (6.3)

Koeficient hydraulický odpor l závisí od režimu prúdenia tekutiny a absolútnej ekvivalentnej drsnosti stien potrubia Komu uh. Vo výpočtoch môžete vziať nasledujúce hodnoty Komu uh- v parovodoch Komu uh= 0,2 mm; vo vodovodných sieťach Komu uh= 0,5 mm; v rozvodoch kondenzátu a teplovodných systémoch Komu uh= 1 mm.

Pre laminárne prúdenie tekutiny v potrubí ( Re < 2300)

. (6.4)

V prechodnej oblasti 2300< Re < 4000

. (6.5)

. (6.6)

Zvyčajne vo vykurovacích sieťach Re > Re atď, takže (6.3) možno zredukovať na tvar

, Kde

. (6.7)

Tlakové straty pri lokálnych odporoch sú určené vzorcom

. (6.8)

Hodnoty koeficientu lokálneho hydraulického odporu X sú uvedené v referenčných knihách. Pri hydraulických výpočtoch možno brať do úvahy tlakové straty spôsobené lokálnymi odpormi cez ekvivalentnú dĺžku.

Potom kde a= l ekv / l je podiel miestnych tlakových strát.

Postup hydraulického výpočtu

Zvyčajne sa v hydraulickom výpočte nastavuje prietok chladiacej kvapaliny a celkový pokles tlaku v sekcii. Je potrebné nájsť priemer potrubia. Výpočet pozostáva z dvoch etáp – predbežnej a overovacej.

Platba vopred.

Určené podielom miestnych tlakových spádov a=0.3...0.6.

Odhadnite špecifickú tlakovú stratu

. Ak je pokles tlaku v oblasti neznámy, potom sú dané hodnotou R l < 20...30 Па/м.

Vypočítajte priemer potrubia z prevádzkových podmienok v turbulentný režim Pre siete na ohrev vody sa predpokladá hustota 975 kg / m3.

Z (6.7) nájdeme

, (6.9)

Kde r- priemerná hustota vody v tejto oblasti. Podľa zistenej hodnoty priemeru sa vyberie potrubie s najbližším vnútorným priemerom podľa GOST. Pri výbere potrubia uveďte buď d pri A d, alebo d n A d.

2. Overovací výpočet.

Pri koncových úsekoch treba skontrolovať režim jazdy. Ak sa ukáže, že režim pohybu je prechodný, potom, ak je to možné, je potrebné zmenšiť priemer potrubia. Ak to nie je možné, potom je potrebné vykonať výpočet podľa vzorcov prechodného režimu.

1. Hodnoty sú špecifikované R l ;

2. Uvádzajú sa typy lokálnych odporov a ich ekvivalentné dĺžky. Uzatváracie ventily sú inštalované na výstupe a vstupe kolektora, v miestach pripojenia distribučných sietí k hlavným, odbočkám k spotrebiteľovi a spotrebiteľom. Ak je dĺžka odbočky menšia ako 25 m, potom je dovolené inštalovať ventil iba u spotrebiteľa. Sekcionálne ventily sa inštalujú po 1 - 3 km. Okrem posúvačov sú možné aj iné lokálne odpory - otáčky, zmeny prierezu, T-kusy, zlučovanie a vetvenie toku atď.

Na určenie počtu teplotných kompenzátorov sa dĺžky úsekov vydelia prípustnou vzdialenosťou medzi pevnými podperami. Výsledok sa zaokrúhli na najbližšie celé číslo. Ak sú v sekcii zákruty, môžu sa použiť na samokompenzáciu teplotných predĺžení. V tomto prípade sa počet kompenzátorov zníži o počet závitov.

Zisťuje sa tlaková strata v oblasti. Pre uzavreté systémy Dp uch =2 R l (l+ l uh ).

Pre otvorené systémy sa predbežný výpočet vykonáva podľa ekvivalentného prietoku

Pri overovacom výpočte sú špecifické lineárne tlakové straty vypočítané oddelene pre prívodné a vratné potrubie pre skutočné prietoky.

,

.

Na konci hydraulického výpočtu sa vytvorí piezometrický graf.

Piezometrický graf tepelnej siete

Na piezometrickom grafe je na mierke vynesený reliéf terénu, výška pripojených budov a tlak v sieti. Pomocou tohto grafu je ľahké určiť tlak a dostupný tlak v akomkoľvek bode siete a účastníckych systémov.

Ako horizontálna referenčná rovina pre tlaky sa berie úroveň 1 - 1. Čiara P1 - P4 - graf tlakov v prívodnom potrubí. Riadok O1 - O4 - graf tlaku spätného potrubia. H o1 - plný tlak na spätnom kolektore zdroja; Hsn - tlak sieťového čerpadla; Нst je celková dopravná výška doplňovacieho čerpadla alebo celková statická výška vo vykurovacej sieti; Hk - celkový tlak v t.K na výtlačnom potrubí sieťového čerpadla; DHt - tlaková strata v úpravni tepla; Np1 - plný tlak na prívodnom potrubí, Np1 \u003d Hk - DHt. Dostupný tlak sieťovej vody na kolektore CHPP je H1=Np1-No1. Tlak v ktoromkoľvek bode siete i sa označuje ako Нпi, Hoi - celkový tlak v doprednom a spätnom potrubí. Ak je geodetická výška v bode i Zi, potom je piezometrická hlava v tomto bode Нпi - Zi, Hoi - Zi v prívodnom a spätnom potrubí. Dostupný tlak v bode i je rozdiel medzi piezometrickými tlakmi v prívodnom a spätnom potrubí - Нпi - Hoi. Dostupný tlak v TS v mieste pripojenia D účastníka je H4 = Hp4 - No4.

Obr.6.2. Schéma (a) a piezometrický graf (b) dvojrúrkovej vykurovacej siete

V prívodnom potrubí v sekcii 1 - 4 je tlaková strata

. Vo vratnom potrubí v sekcii 1 - 4 je strata tlaku

. Počas prevádzky sieťového čerpadla je tlak Hst napájacieho čerpadla regulovaný regulátorom tlaku až do No1. Keď sa sieťové čerpadlo zastaví, v sieti sa vytvorí statická výška Hst, ktorú vytvorí doplňovacie čerpadlo. Pri hydraulickom výpočte parovodu môže byť profil parovodu ignorovaný z dôvodu nízkej hustoty pary. Napríklad strata tlaku u predplatiteľov

závisí od schémy pripojenia účastníka. S výťahovým miešaním D H e = 10 ... 15 m, so vstupom bez výťahu - D nb e = 2 ... 5 m, v prítomnosti povrchových ohrievačov D H n=5…10 m, s čerpadlom miešania D H ns = 2…4 m.

Požiadavky na tlakový režim vo vykurovacej sieti:

v žiadnom bode systému nesmie tlak prekročiť maximálnu povolenú hodnotu. Potrubia systému zásobovania teplom sú navrhnuté pre 16 atm, potrubia miestnych systémov - pre tlak 6-7 atm;

aby sa zabránilo úniku vzduchu v ktoromkoľvek bode systému, tlak musí byť aspoň 1,5 atm. Okrem toho je táto podmienka nevyhnutná, aby sa zabránilo kavitácii čerpadla;

v žiadnom bode systému nesmie byť tlak nižší ako saturačný tlak pri danej teplote, aby sa zabránilo varu vody;

6.5. Vlastnosti hydraulického výpočtu parovodov.

Priemer parného potrubia sa vypočíta buď na základe prípustnej tlakovej straty alebo prípustnej rýchlosti pary. Hustota pary vo vypočítanom úseku je predbežne nastavená.

Výpočet prípustných tlakových strát.

Oceniť

, a= 0,3...0,6. Podľa (6.9) sa vypočíta priemer potrubia.

Nastavte podľa rýchlosti pary v potrubí. Z rovnice pre prietok pary - G= wrF nájdite priemer potrubia.

Podľa GOST sa vyberie potrubie s najbližším vnútorným priemerom. Špecifikujú sa špecifické lineárne straty a typy lokálnych odporov, vypočítajú sa ekvivalentné dĺžky. Stanoví sa tlak na konci potrubia. Tepelné straty sa počítajú v projektovej oblasti podľa normalizovaných tepelných strát.

Qpotiť sa= q l l, Kde q l- tepelné straty na jednotku dĺžky pre daný rozdiel teplôt pary a životné prostredie berúc do úvahy tepelné straty na podperách, ventiloch atď. Ak q l stanovené bez zohľadnenia tepelných strát na podperách, ventiloch atď

Qpotiť sa= q l (tSt – to)(1+ b), Kde tSt- priemerná teplota pary v danej oblasti, to- teplota okolia v závislosti od spôsobu kladenia. Na pokládku zeme to = tno, na podzemné bezkanálové kladenie to = tgr(teplota pôdy v hĺbke uloženia), pri ukladaní priechodných a polopriechodných kanálov to= 40 ... 50 0 С Pri pokladaní v nepriechodných kanáloch to= 5 0 C. Na základe zistených tepelných strát sa určí zmena entalpie pary v úseku a hodnota entalpie pary na konci úseku.

Diuch= Qpotiť sa/ D, iKomu= in - Diuch .

Na základe zistených hodnôt tlaku pary a entalpie na začiatku a na konci úseku sa určí nová hodnota priemernej hustoty pary rSt = (rn + rKomu)/2 . Ak sa nová hodnota hustoty líši od predtým špecifikovanej hodnoty o viac ako 3 %, potom sa overovací výpočet zopakuje s objasnením súčasne a Rl.

Vlastnosti výpočtu potrubí kondenzátu

Pri výpočte kondenzátneho potrubia je potrebné brať do úvahy možné vyparovanie pri poklese tlaku pod saturačný tlak (sekundárna para), kondenzáciu pary v dôsledku tepelných strát a prechod pary za odvádzačmi kondenzátu. Množstvo prechádzajúcej pary je určené charakteristikami odvádzača kondenzátu. Množstvo skondenzovanej pary je určené tepelnými stratami a výparným teplom. Množstvo sekundárnej pary je určené priemernými parametrami v projektovanej oblasti.

Ak je kondenzát blízko nasýtenia, výpočet by sa mal vykonať ako v prípade parovodu. Pri preprave podchladeného kondenzátu sa výpočet vykonáva rovnakým spôsobom ako pri vodovodných sieťach.

Režim tlaku v sieti a výber schémy vstupu účastníka.

Statický tlak je tlak, ktorý sa nastaví po vypnutí obehových čerpadiel. Úroveň statického tlaku (tlaku) musí byť vyznačená na piezometrickom grafe. Hodnota tohto tlaku (tlaku) sa nastavuje na základe tlakového limitu pre vykurovacie spotrebiče a nemala by presiahnuť 6 atm (60 m). Pri pokojnom teréne môže byť úroveň statického tlaku rovnaká pre všetkých spotrebiteľov. Pri veľkých výkyvoch terénu môžu byť dve, maximálne však tri statické úrovne.

Obr.6.3. Graf statických tlakov vykurovacieho systému

Obrázok 6.3 znázorňuje graf statického tlaku a schému systému zásobovania teplom. Výška budov A, B a C je rovnaká a rovná sa 35 m. Ak nakreslíte čiaru statického tlaku 5 metrov nad budovou C, budovy B a A budú v tlakovej zóne 60 a 80 m. sú možné nasledujúce riešenia.

Vykurovacie zariadenia budov A sú zapojené podľa samostatnej schémy av budovách B a C - podľa závislej schémy. V tomto prípade je pre všetky budovy zriadená spoločná statická zóna. Ohrievače voda-voda budú pod tlakom 80 m, čo je z hľadiska pevnosti prijateľné. Čiara statického tlaku - S - S.

Vykurovacie zariadenia budovy C sú zapojené podľa samostatnej schémy. V tomto prípade je možné celkovú statickú výšku zvoliť podľa pevnostných pomerov inštalácií objektov A a B - 60 m. Táto úroveň je označená čiarou M - M.

Vykurovacie zariadenia všetkých budov sú zapojené podľa závislej schémy, ale zóna dodávky tepla je rozdelená na dve časti - jednu na úrovni M-M pre budovy A a B, druhú na úrovni S-S pre budovu C. spätný ventil 7 je inštalovaný medzi budovami B a C na priamom potrubí a doplňovacie čerpadlo hornej zóny 8 a regulátor tlaku 10 na spätnom potrubí. Uvedená statická výška v zóne C je udržiavaná posilňovacím čerpadlom hornej zóny 8 a regulátorom zosilnenia 9. Prednastavená statická výška v dolnej zóne je udržiavaná čerpadlom 2 a regulátorom 6.

V hydrodynamickom režime siete musia byť tiež dodržané vyššie uvedené požiadavky v ktoromkoľvek bode siete pri akejkoľvek teplote vody.

Obr.6.4. Vykreslenie grafu hydrodynamických tlakov systému zásobovania teplom

Konštrukcia liniek maximálnych a minimálnych piezometrických hláv.

Čiary prípustných tlakov sledujú terén, pretože predpokladá sa, že potrubia sú uložené v súlade s reliéfom. Čítanie - z osi potrubia. Ak má zariadenie významné rozmery na výšku, minimálny tlak sa počíta od horného bodu a maximálny - od spodného.

1.1. Čiara Pmax je čiara maximálneho povoleného tlaku v prívodnom vedení.

Pri špičkových teplovodných kotloch sa maximálna povolená dopravná výška meria od spodného bodu kotla (predpokladá sa, že je na úrovni terénu) a minimálna povolená dopravná výška sa meria od horného kolektora kotla. Prípustný tlak pre oceľové kotly 2,5 MPa. Pri zohľadnení strát sa na výstupe z kotla predpokladá Hmax=220 m. Maximálny povolený tlak v prívodnom potrubí je obmedzený pevnosťou potrubia (рmax=1,6 MPa). Preto na vstupe do prívodného vedenia je Hmax = 160 m.

Čiara Omax je čiara maximálneho povoleného tlaku vo vratnom potrubí.

Podľa pevnostného stavu ohrievačov voda-voda by maximálny tlak nemal prekročiť 1,2 MPa. Preto je maximálna hodnota dopravnej výšky 140 m. Hodnota dopravnej výšky pre vykurovacie zariadenia nemôže presiahnuť 60 m.

Minimálna prípustná piezometrická výška je určená teplotou varu, ktorá je o 30 0 C vyššia ako výpočtová teplota na výstupe z kotla.

Pmin čiara - čiara minimálnej prípustnej hlavy v priamke

Minimálny prípustný tlak na výstupe z kotla sa určuje zo stavu nevriaca v hornom bode - pre teplotu 180 0 C. Nastavuje sa na 107 m. Zo stavu nevriaca voda pri teplote 150 0 C, minimálny spád by mal byť 40 m.

1.4. Čiara Omin je čiara minimálnej prípustnej hlavy vo spätnej čiare. Z podmienky neprípustnosti úniku vzduchu a kavitácie čerpadiel bola prijatá minimálna dopravná výška 5 m.

Skutočné tlakové línie v doprednom a spätnom potrubí za žiadnych okolností nemôžu presiahnuť hranice maximálneho a minimálneho tlaku.

Piezometrický graf poskytuje úplný obraz o pôsobiacich hlavách v statickom a hydrodynamickom režime. V súlade s týmito informáciami sa vyberie jeden alebo druhý spôsob pripojenia účastníkov.

Obr.6.5. Piezometrický graf

Budova 1. Dostupný tlak je viac ako 15 m, piezometrický - menej ako 60 m. Je možné pripojiť vykurovacie zariadenie podľa závislej schémy s výťahovou zostavou.

Budova 2. V tomto prípade môžete použiť aj závislú schému, ale od r tlak vo vratnom potrubí je menší ako výška budovy v mieste pripojenia, je potrebné nainštalovať regulátor tlaku "k sebe". Diferenčný tlak na regulátore musí byť väčší ako rozdiel medzi výškou inštalácie a piezometrickou hlavou vo vratnom potrubí.

Budova 3. Statická hlava na tomto mieste je viac ako 60 m Najlepšie je použiť nezávislú schému.

Budova 4. Dostupný tlak v tomto mieste je menší ako 10 m. Výťah preto nebude fungovať. Musíte nainštalovať čerpadlo. Jeho tlak sa musí rovnať tlakovej strate v systéme.

Budova 5. Je potrebné použiť nezávislú schému - statická výška v tomto mieste je viac ako 60 m.

6.8. Hydraulický režim vykurovacích sietí

Tlaková strata v sieti je úmerná štvorcu prietoku

. Pomocou vzorca na výpočet tlakových strát nájdeme S.

Strata hlavy v sieti je definovaná ako

, Kde

.

Pri určovaní odporu celej siete platia nasledujúce pravidlá.

1. Keď sú prvky siete zapojené do série, ich odpory sa spočítajú S.

S S=S si.

Keď sú prvky siete zapojené paralelne, ich vodivosti sa spočítajú.

.

.

Jednou z úloh hydraulického výpočtu PS je určiť spotrebu vody pre každého účastníka a v sieti ako celku. Zvyčajne známe: sieťový diagram, odpor sekcií a účastníkov, dostupný tlak na kolektore kogenerácie alebo kotolne.

Ryža. 6.6. Schéma tepelnej siete

Označiť S ja- S V - odporové úseky diaľnice; S 1 – S 5 - odolnosť účastníkov spolu s pobočkami; V- celková spotreba vody v sieti, m 3 / s; Vm– spotreba vody prostredníctvom účastníckej inštalácie m; Sja-5 – odolnosť sieťových prvkov od sekcie I po vetvu 5; Sja-5 =S I+ S 1-5, kde S 1-5 - celkový odpor účastníkov 1-5 s príslušnými vetvami.

Prietok vody zariadením 1 sa zistí z rovnice

, teda

.

Pre vnútornú inštaláciu 2

. Rozdiel v nákladoch

nájsť z rovnice

, Kde

. Odtiaľ

Pre nastavenie 3 dostaneme

- odpor vykurovacej siete so všetkými vetvami od účastníka 3 po posledného účastníka 5 vrátane;

,

- odpor III. úseku diaľnice.

Pre niektoré m-tý spotrebiteľ z n relatívny prietok vody sa zistí podľa vzorca

. Pomocou tohto vzorca môžete nájsť prietok vody cez akúkoľvek inštaláciu predplatiteľa, ak je známy celkový prietok v sieti a odpor sekcií siete.

Relatívny prietok vody účastníckou jednotkou závisí od odporu siete a nastavenia účastníka a nezávisí od absolútnej hodnoty prietoku vody.

Ak je pripojený k sieti n abonentov, potom pomer spotreby vody cez inštalácie d A m, Kde d < m, závisí len od odporu systému, počnúc uzlom d na koniec siete a nezávisí od odporu siete voči uzlu d.

Ak sa odpor zmení v ktorejkoľvek časti siete, potom všetci účastníci umiestnení medzi touto časťou a koncovým bodom siete zmenia prietok vody proporcionálne. V tejto časti siete stačí určiť mieru zmeny spotreby len jedného účastníka. Keď sa zmení odpor ktoréhokoľvek prvku siete, prietok sa zmení tak v sieti, ako aj pre všetkých spotrebiteľov, čo vedie k nesúladu. Nesprávne nastavenia v sieti sú zodpovedajúce a úmerné. So zodpovedajúcou nesprávnou úpravou sa znamienko zmeny nákladov zhoduje. Pri proporcionálnom nesúlade sa miera zmeny nákladov zhoduje.

Ryža. 6.7. Zmena tlaku v sieti, keď je jeden zo spotrebičov vypnutý

Ak sa účastník X odpojí od vykurovacej siete, zvýši sa celkový odpor siete (paralelné pripojenie). Prietok vody v sieti sa zníži, tlaková strata medzi stanicou a účastníkom X sa zníži. Preto bude graf tlaku (bodkovaná čiara) prebiehať plynulejšie. Dostupný tlak v bode X sa zvýši, takže tok v sieti od účastníka X do koncového bodu siete sa zvýši. Pre všetkých účastníkov z bodu X do koncového bodu bude stupeň zmeny toku rovnaký – proporcionálne nesúlad.

Pre účastníkov medzi stanicou a bodom X bude miera zmeny spotreby rôzna. Minimálny stupeň zmeny odberu bude u prvého účastníka priamo na stanici - f=1. Keď sa vzďaľujete od stanice f > 1 a zvyšuje sa. Ak sa zmení dostupný tlak na stanici, potom sa celková spotreba vody v sieti, ako aj spotreba vody všetkých odberateľov, zmení v pomere k druhej odmocnine dostupného tlaku na stanici.

6.9. odpor siete.

Celková vodivosť siete

, teda

Podobne

. Výpočet odporu siete sa vykonáva od najvzdialenejšieho účastníka.

Zahrnutie čerpacích staníc.

Čerpacie stanice môžu byť inštalované na prívodnom, vratnom potrubí,

a tiež na prepojke medzi nimi. Výstavba rozvodní je spôsobená nepriaznivým terénom, veľkou prenosovou vzdialenosťou, potrebou zväčšiť šírku pásma a pod.

A). Inštalácia čerpadla na prívodnom alebo spätnom potrubí.

Obr.6.8. Inštalácia čerpadla v napájacej alebo sériovej linke (sériová prevádzka)

Pri inštalácii čerpacej stanice (NP) na prívodnom alebo vratnom potrubí spotreba vody pre spotrebiteľov nachádzajúcich sa medzi stanicou a NP klesá a pre spotrebiteľov za NP sa zvyšuje. Vo výpočtoch sa čerpadlo berie do úvahy ako určitý hydraulický odpor. Výpočet hydraulického režimu siete s NP sa vykonáva metódou postupných aproximácií.

Nastavuje sa zápornou hodnotou hydraulického odporu čerpadla

(*)

Vypočítajte odpor v sieti, spotrebu vody v sieti a u spotrebiteľov

Prietok vody a tlak čerpadla a jeho odpor sú špecifikované (*).

Obr.6.10. Celkové charakteristiky sériovo a paralelne zapojených čerpadiel

Keď sú čerpadlá zapojené paralelne, celková charakteristika sa získa súčtom úsečiek charakteristík. Keď sú čerpadlá zapojené do série, celková charakteristika sa získa súčtom súradníc charakteristík. Stupeň zmeny napájania pri paralelnom zapojení čerpadiel závisí od typu sieťovej charakteristiky. Čím nižší je odpor siete, tým efektívnejšie je paralelné pripojenie a naopak.

Obr.6.11. Paralelné pripojenie čerpadiel

Keď sú čerpadlá zapojené do série, celkový prívod vody je vždy väčší ako prívod vody každým z čerpadiel jednotlivo. Čím väčší je odpor siete, tým efektívnejšie je sériové zapojenie čerpadiel.

b). Inštalácia čerpadla na prepojku medzi prívodným a spätným vedením.

Pri inštalácii čerpadla na prepojku nie je teplotný režim pred a po HP rovnaký.

Na vytvorenie celkovej charakteristiky dvoch čerpadiel sa charakteristika čerpadla A najskôr prenesie do uzla 2, kde je nainštalované čerpadlo B (pozri obr. 6.12). Na danej charakteristike čerpadla A2 - 2 sa tlaky pri akomkoľvek prietoku rovnajú rozdielu medzi skutočným tlakom tohto čerpadla a tlakovou stratou v sieti C pri rovnakom prietoku.

. Po privedení charakteristík čerpadiel A a B do rovnakého spoločného uzla sa tieto pridajú podľa pravidla sčítania čerpadiel pracujúcich paralelne. Keď je v prevádzke jedno čerpadlo B, tlak v uzle 2 sa rovná

, spotreba vody . Keď je pripojené druhé čerpadlo A, tlak v uzle 2 sa zvýši na

a celkový prietok vody sa zvýši na V> . Priame napájanie čerpadla B sa však zníži na

.

Obr.6.12. Vytvorenie hydraulickej charakteristiky systému s dvoma čerpadlami v rôznych uzloch

Sieťová prevádzka s dvoma zdrojmi napájania

Ak je vozidlo poháňané niekoľkými zdrojmi tepla, potom v hlavných líniách sú body stretnutia vodných tokov z rôznych zdrojov. Poloha týchto bodov závisí od odporu vozidla, rozloženia zaťaženia pozdĺž hlavného vedenia a dostupných tlakov na kolektory KGJ. Zvyčajne sa uvádza celková spotreba vody v takýchto sieťach.

Obr.6.13. Schéma vozidla poháňaného dvoma zdrojmi

Bod povodia sa nachádza nasledovne. Sú stanovené ľubovoľnými hodnotami prietoku vody v úsekoch diaľnice na základe 1. Kirchhoffovho zákona. Zvyšky hlavy sa určujú na základe 2. Kirchhoffovho zákona. Ak sa pri vopred zvolenom rozdelení prietoku zvolí povodie v t.K, potom sa druhá Kirchhoffova rovnica zapíše ako

,

.

Podľa 2. Kirchhoffovho zákona sa určuje nesúlad tlakových strát Dp. Aby sa tlaková odchýlka rovnala nule, je potrebné do výpočtu zaviesť korekciu prietoku – prepojovací prietok. Na to rovnica predpokladá Dp=0 a namiesto toho V predstaviť V+ dV alebo V- dV. Získajte

. Podpísať Dp sa rovná znamienku dV. Ďalej sa špecifikuje rozloženie spotreby v úsekoch siete. Na nájdenie bodu povodia sa skontrolujú dva susedné spotrebiče.

Obr.6.14. Určenie polohy bodu povodia

A). Bod povodia je medzi spotrebiteľmi m A m+1 . V tomto prípade

. Tu

- pokles tlaku na spotrebiči m pri napájaní zo stanice A.

- pokles tlaku na spotrebiči m + 1 pri napájaní zo stanice B.

Nech je bod povodia medzi spotrebiteľmi 1 a 2. Potom

;

. Ak sú tieto dva poklesy tlaku rovnaké, potom je bod povodia medzi spotrebičmi 1 a 2. Ak nie, skontroluje sa ďalší pár spotrebičov atď. Ak sa pre ktorýkoľvek pár spotrebičov nenájde rovnosť dostupných tlakov, znamená to, že bod rozvodu sa nachádza na jednom zo spotrebičov.

b). Bod povodia je u spotrebiteľa m, ktorý

,

.

(*)

Výpočet sa vykonáva v nasledujúcom poradí.

,

.

Vyzváňacia sieť.

Kruhovú sieť možno považovať za sieť s dvoma napájacími zdrojmi s rovnakými hlavami sieťových čerpadiel. Poloha bodu povodia v prívodnom a spätnom potrubí je rovnaká, ak sú odpory prívodného a spätného potrubia rovnaké a neexistujú žiadne pomocné čerpadlá. V opačnom prípade musia byť polohy povodia v prívodnom a spätnom potrubí určené oddelene. Inštalácia pomocného čerpadla vedie k posunutiu bodu povodia iba v potrubí, na ktorom je inštalované.

Obr.6.15. Diagram tlaku v kruhovej sieti

V tomto prípade HA= HIN.

Zapnutie čerpacích staníc v sieti s dvoma zdrojmi napájania

Aby sa stabilizoval tlakový režim v prítomnosti pomocného čerpadla na jednej zo staníc, tlak na vstupnom potrubí sa udržiava konštantný. Táto stanica sa nazýva pevná, ostatné stanice sa nazývajú voľné. Keď je nainštalované pomocné čerpadlo, tlak v sacom potrubí voľnej stanice sa zmení o hodnotu

.

Hydraulický režim otvorených systémov zásobovania teplom

Obr.6.18. Piezometrický graf otvoreného systému

Piezometrická krivka prívodného vedenia zostáva konštantná pre akýkoľvek odber zo spätného vedenia, pretože prietok v prívodnom vedení je udržiavaný konštantný pomocou regulátorov prietoku na vstupoch účastníka. So zvyšujúcim sa príjmom vody sa prietok vo vratnom potrubí znižuje a piezometrická krivka vratného potrubia sa stáva plochejšou. Keď sa odber rovná prietoku v prietoku, prietok vo spiatočke je nulový a piezometrická krivka spiatočky sa stáva horizontálnou. Pri rovnakých priemeroch priameho a spätného vedenia a absencii prívodu vody sú grafy výšky v priamom a spätnom vedení symetrické. Pri absencii odberu vody na zásobovanie teplou vodou sa spotreba vody rovná odhadovanej spotrebe na vykurovanie - V o - v doprednom a spätnom potrubí. Pri úplnom odbere vody z priameho potrubia sa prietok vody vo vratnom potrubí rovná prietoku vykurovania a v prívodnom potrubí - súčtu nákladov na vykurovanie a TÚV. Tým sa zníži dostupný tlak na vykurovací systém a spotreba vody. Vo menej ako vypočítané. Pri odbere vody iba zo spätného potrubia je dostupný tlak na vykurovacom systéme vyšší ako vypočítaný. Tlaková strata je súčtom tlakových strát v prívodnom potrubí, vykurovacom systéme a spätnom potrubí.

Bez odberu TÚV

V prítomnosti prívodu vody na zásobovanie teplou vodou

Vydeliť (**) (*). Označiť

;

;

;

.

Z rovnice (***) možno nájsť f.

Pri odbere TÚV z prívodného potrubia klesá prietok vykurovacím systémom. Pri analýze zo spätného riadku rastie. o b=0,4 prietok vody vykurovacím systémom sa rovná vypočítanému.

Stupeň zmeny prietoku vody vykurovacím systémom -

Stupeň zmeny prietoku vody vykurovacím systémom je tým väčší, čím menší je odpor systému.

Zvýšenie odberu TÚV môže viesť k situácii, že všetka voda za vykurovacím systémom pôjde na odber TÚV. V tomto prípade sa prietok vody vo vratnom potrubí bude rovnať nule.

. Od (***):

, kde

(****)

Nahraďte (****) za (***) a nájdite .

o

Voda TÚV začne prúdiť zo spiatočky a za vykurovacím systémom. Súčasne klesne tlak vo vykurovacom systéme a pri určitej hodnote zaťaženia TÚV sa pretlak rovná 0. V tomto prípade voda nebude prúdiť do vykurovacieho systému a voda bude prúdiť do vykurovacieho systému. TÚV z prívodného a vratného potrubia. Toto je kritický režim pre vykurovací systém - f=0. Od (***):

. Znamienko "-" znamená, že smer pohybu v spätnom riadku sa zmenil na opačný. Odtiaľto nájdeme

Podmienka zarovnania režimu -

. Na podporu V o na vypočítanej úrovni je vhodné pracovať s premenlivým spádom sieťových čerpadiel na stanici.

100 kb.25.09.2007 05:41

Nevýhody_7.doc

7. Hydraulický režim vykurovacích sietí

7.1. Hydraulická charakteristika systému

Hydraulický režim systému je určený priesečníkom hydraulických charakteristík čerpadla a siete (pozri obr. 7.1). Tu je 1 charakteristika čerpadla;

Tlaková strata v sieti je úmerná štvorcu prietoku -

. Pomocou vzorca na výpočet tlakových strát zistíme S.

Strata hlavy v sieti je definovaná ako

, Kde

. Pri zmene teploty chladiacej kvapaliny sa odpor siete mení úmerne so zmenou hustoty -

. Pri zmene otáčok odstredivého čerpadla sa mení aj jeho charakteristika (pozri obr. 7.2). Objem

Ryža. 7.2. Hydraulický režim systému pri rôznych rýchlostiach čerpadla

prietok čerpadla a jeho dopravnej výšky v závislosti od otáčok je definovaný ako

Pri rýchlosti otáčania

. S odporom siete v bode A

; . Pri zmene rýchlosti z na pri V=0

a v bode B

;

Na stanici často spolupracuje niekoľko čerpadiel. Ich celková charakteristika závisí od spôsobu ich zapnutia (pozri obr. 7.3). Ak sú čerpadlá zapojené paralelne, potom sa celková charakteristika vytvorí súčtom prietokov pri konštantnom tlaku (obr. 7.3a). Keď sú čerpadlá zapnuté v sérii, celková charakteristika sa získa sčítaním tlakov pri rovnakých prietokoch (obr. 7.3b).

Obr.7.3. Konštrukcia celkovej charakteristiky čerpadiel

a) paralelné pripojenie; b) sekvenčné pripojenie

Na obr. 7.3a AB– charakteristika čerpadla 1, AU– charakteristika čerpadla 2 . AD je ich celková charakteristika. Každá úsečka krivky AD sa rovná súčtu úsečiek kriviek AB A AU, ad=abac. Približne pre skupinu mčerpadlá zapojené paralelne

, Kde

je hlavou skupiny čerpadiel;

– podmienený vnútorný odpor skupiny čerpadiel;

- celkový výdavok.

Na obr. 7.3b AB– charakteristika čerpadla 1, CD– charakteristika čerpadla 2, KL je celková charakteristika čerpadiel 1 a 2. V tomto prípade al=abac. Približne pre skupinu nčerpadlá v sérii

.

Čím nižší je odpor siete, tým efektívnejšie je paralelné pripojenie čerpadiel, t.j. väčší prietok. Keď sú čerpadlá zapojené do série, čím väčší je odpor siete, tým účinnejšie je začlenenie. Obrázok 7.4 zobrazuje súhrnnú charakteristiku dvoch identických čerpadiel zapojených paralelne.

Ryža. 7.4. Zmena prietoku vody v sieti, keď sú čerpadlá zapojené paralelne

Ak je charakteristika siete OK, potom keď jedno čerpadlo beží, prietok je

, a keď sú v prevádzke dve čerpadlá, prietok

. Ak je charakteristika siete OL, potom prietok vody zostáva rovnaký, keď sú v prevádzke jedno aj dve čerpadlá. Keď sú čerpadlá zapojené paralelne, mali by sa zvoliť rovnaké čerpadlá a mal by sa merať prietok každého čerpadla

rovná celkovému prietoku vydelenému počtom spustených čerpadiel.

Stanovenie celkových charakteristík siete je možné vykonať graficky a analyticky. Pri určovaní odporu celej siete platia nasledujúce pravidlá.

1. Keď sú prvky siete zapojené do série, ich odpory sa spočítajú - S S=S s i .

2. Keď sú prvky siete zapojené paralelne, ich vodivosti sa spočítajú.

.

.

Obr.7.5. Konštrukcia hydraulickej charakteristiky systému s čerpadlami zahrnutými v rôznych uzloch; a - schematický diagram; b - uvedenie charakteristík čerpadla A do uzla 2-2; c) určenie prietoku a tlaku vody pri paralelnej prevádzke čerpadiel

Znázornené na obr. 7.3 je spôsob konštrukcie súhrnnej charakteristiky platný, keď sú čerpadlá umiestnené v jednom uzle. Ak sú čerpadlá pracujúce paralelne umiestnené v rôznych uzloch systému, potom na vytvorenie ich celkových charakteristík je potrebné priviesť charakteristiky čerpadiel do jedného spoločného uzla (pozri obr. 7.5). Z pumpy A sieťová voda S ide k spotrebiteľovi P. Vopred charakterizované čerpadlo A z uzla 1-1 vedie do uzla 2-2, kde je nainštalované čerpadlo B. Na danú charakteristiku čerpadla

, teda čerpadlo A v uzle 2–2 sa dopravná výška rovná hlave tohto čerpadla v uzle 1–1 (charakteristika

) mínus strata hlavy v sieti S. Po redukcii na jeden uzol sa charakteristiky čerpadiel sčítajú ako pri paralelnom zapojení.

Ako je možné vidieť na obr. 7,5 V, keď jedno čerpadlo beží B hlava v uzle 2–2 sa rovná

a spotreba vody

. Pri pripájaní čerpadla A hlava v uzle 2–2 sa zvyšuje na

Obr.7.6. Paralelná prevádzka dvoch čerpadiel I a II zapnutá spoločný systém P

a celková spotreba sa zvýši na

. Avšak priame napájanie čerpadla B pričom sa znižuje na

. Obrázok 7.6 znázorňuje charakteristiky čerpadiel I a II, ich celkovú charakteristiku I II a charakteristiku siete P. Keď jedno čerpadlo I pracuje na sieti P, tlak sa rovná

a výdavok - . Keď je v prevádzke jedno čerpadlo II, výška a prietok sú

, resp. Pri súčasnej prevádzke sú tlak a prietok rovnaké H A V, resp.

7.2. Hydraulické ovládanie uzavretých systémov

Jednou z úloh hydraulického výpočtu tepelnej siete je určiť prietok vody pre každého účastníka a v sieti ako celku. Zvyčajne je známy sieťový diagram, odpor sekcií a účastníkov, dostupný tlak na kolektore CHP alebo kotolne. Pri inštalácii automatických regulátorov na vstupy predplatiteľov je zvyčajne známa spotreba vody predplatiteľov. V tomto prípade je možné podľa známych nákladov predplatiteľov určiť náklady na vodu vo všetkých úsekoch siete a zostaviť piezometrický graf, podľa ktorého možno nájsť tlaky (tlaky) v uzlových bodoch. Pri absencii automatických regulátorov nie je spotreba vody predplatiteľov vopred známa.

S I-5= S ja S 1-5 kde S 1-5 - celkový odpor účastníkov 1-5 s príslušnými vetvami.

Prietok vody zariadením 1 sa zistí z rovnice

, teda

Pre vnútornú inštaláciu 2

. Rozdiel v nákladoch

nájsť z rovnice

, Kde

. Odtiaľ

Pre nastavenie 3 dostaneme

Kde

– odpor vykurovacej siete so všetkými vetvami od účastníka 3 po posledného účastníka 5 vrátane;

,

- odpor III. úseku diaľnice.

Pre niektoré m-tý spotrebiteľ z n relatívny prietok vody sa zistí podľa vzorca

. (7.1)

Pomocou tohto vzorca môžete nájsť prietok vody cez akúkoľvek inštaláciu predplatiteľa, ak je známy celkový prietok v sieti a odpor sekcií siete. Z (7.1) vyplýva:

1. Relatívny prietok vody účastníckou jednotkou závisí od odporu siete a nastavenia účastníka a nezávisí od absolútnej hodnoty prietoku vody.

2. Ak je pripojený k sieti n abonentov, potom pomer spotreby vody cez inštalácie d A m, Kde d < m, závisí len od odporu systému, počnúc uzlom d na koniec siete a nezávisí od odporu siete voči uzlu d.

Ak čerpacie stanice pracujú v sieti, potom sa čerpadlo berie do úvahy ako negatívny odpor

, Kde

- tlak a prietok čerpacej stanice. Celková spotreba vody v sieti je určená vzorcom

, Kde H- tlak na kolektory KVET, a

- celkový odpor vykurovacej siete.

Ryža. 7.8. Zmena tlaku v sieti, keď je jeden zo spotrebičov vypnutý

(bodkovaná čiara na obr. 7.8) pôjde plynulejšie. Dostupný tlak v bode X sa zvýši, takže tok v sieti od účastníka X do koncového bodu siete sa zvýši. Pre všetkých účastníkov z bodu X do koncového bodu bude stupeň zmeny toku rovnaký – proporcionálne nesúlad.

Kde

- spotreba vody pred a po odpojení účastníka X. U účastníkov medzi stanicou a bodom

X miera zmeny spotreby bude iná. Minimálny stupeň zmeny odberu bude u prvého účastníka priamo na stanici - f =1. Keď sa vzďaľujete od stanice f > 1 a zvyšuje sa. Ak stanica zmení dostupné
^

7.3. Hydraulická stabilita

Hydraulickou stabilitou systému sa rozumie jeho schopnosť udržiavať daný hydraulický režim. V neautomatizovaných systémoch zásobovania teplom môže byť vplyv premenlivého prevádzkového režimu výrazne oslabený zvýšením hydraulickej stability.

Kvantitatívne je hydraulická stabilita charakterizovaná koeficientom hydraulickej stability

Kde

vypočítaný a maximálny možný prietok vody v účastníckej inštalácii, resp. Približne vtedy, keď systém pracuje v kvadratickej oblasti

Kde

- disponibilný spád na stanici a strata spádu vo vykurovacej sieti;

– dostupný tlak na stanici. Čím je teda nižšia tlaková strata vo vykurovacej sieti a čím väčšia je tlaková strata na vstupe účastníka, tým väčšia je hydraulická stabilita účastníckeho systému.

Stabilita hydraulického režimu systému závisí nielen od jeho počiatočného nastavenia, ale aj od režimu prúdenia vody pre jednotlivé skupiny odberateľov. Je vhodné vyrovnávať tepelné zaťaženie odberateľov pomocou tepelných akumulátorov, ako aj obmedziť možné zmeny tlaku vo vykurovacej sieti v požadovaných medziach. Za týmto účelom sa v jednom alebo viacerých bodoch siete umelo mení tlak podľa daného zákona v závislosti od prietoku vody. Takéto body sa nazývajú regulované tlakové body. Ak je tlak v týchto bodoch udržiavaný konštantný v statickom a dynamickom režime, potom sa takéto body nazývajú neutrálne. Neutrálny bod je zvyčajne umiestnený na prepojke medzi kolektormi stanice.

Na obr. 7.10, A je znázornená schéma podávacieho zariadenia. Regulátory sú ovládané z neutrálneho bodu O. Stupeň otvorenia ventilov 2 a 3 sa nastavuje membránovými ventilmi. So zvyšujúcim sa únikom zo systému tlak klesá a membránový ovládač ventilu 2 ho otvára, čím sa zvyšuje zásobovanie siete čerpadlom 1. So zvýšením tlaku sa membránový ventil zatvára a znižuje prívod. Ak je ventil 2 úplne zatvorený a tlak sa zvýši, otvorí sa vypúšťací ventil 3, čím sa časť vody vypustí do nádrže.

Na obr. 7.10, b je prezentovaný piezometrický graf systému. Tu A B C D A AKLD- piezometrické grafy hlavnej vykurovacej siete; AOD– piezometrický graf prepojky; O- neutrálny bod na prepojke.
^

7.4. Sieťový odpor

Celková vodivosť siete

Podobne

;

Výpočet odporu siete sa vykonáva od najvzdialenejšieho účastníka.
^

7.5. Hydraulický režim siete s čerpaním a škrtením

rozvodne

Čerpacie stanice (NP) môžu byť inštalované na prívodnom, vratnom potrubí, ako aj na prepojke medzi nimi. Výstavba rozvodní je spôsobená nepriaznivým terénom, veľkým prenosovým dosahom, potrebou zvýšenia priepustnosti hlavného vedenia a pod. Na obr. 7.11 do-

Takto je možné zvýšiť spotrebu vody predplatiteľov. Zmiešavacie čerpadlá rozvodne pracujú paralelne s čerpacia jednotka CHPP teda zaradenie NP čerpadiel vedie k zvýšeniu hydraulického odporu

prietok vody zo siete. V dôsledku toho klesá spotreba vody z vykurovacej siete a zvyšujú sa dostupné tlaky v spínacích uzloch HP. Čím väčší je tlak čerpadiel NP, tým viac vody z nich prichádza do účastníckych jednotiek a tým menej vody prichádza z vykurovacej siete.

Obrázok 7.13 znázorňuje schému tepelnej siete so škrtiacou rozvodňou a jej piezometrický graf. Ak má oblasť zložitý terén s veľkým výškovým rozdielom (v príklade 40 m), potom so závislou schémou pripojenia je potrebné nastaviť rôzne hydrostatické hlavice pre účastníkov na rôznych geodetických značkách. V statickom režime sa dopĺňa únik vody z hornej zóny

Ryža. 7.13. Schéma dvojrúrkovej vykurovacej siete s dvoma statickými zónami (A) a jeho piezometrický graf ( b). 1 - spätná uzávierka; 2 – čerpadlá na CHPP; 3-regulátor tlaku "sám k sebe"; 4-napájacie čerpadlo; 5 – regulátor dopĺňania hornej zóny

Obr.7.14. Schéma dvojrúrkovej vykurovacej siete s NP na spiatočke a jej piezometrický graf; A-schéma; b, c– piezometrické grafy pre automatizované a neautomatizované vstupy; 1 - zadná brána na NP; 2 - spätný ventil na spätnom potrubí; 3-NP; 4-čerpadlo pri CHP

doplňovacie čerpadlo 4 s vodou zo spodnej zóny. V dynamickom režime je uzáver 1 otvorený, regulátor 5 udržiava daný tlak v dôsledku škrtenia H na konci hornej zóny.

Na obr. 7.14 je znázornená schéma dvojrúrkovej vykurovacej siete s NP na spätnom potrubí. NP znižuje tlak vo spätnom vedení pre účastníkov skupiny II na koncových úsekoch siete. Keď sú čerpadlá na ropovode vypnuté, voda prúdi pozdĺž spätného vedenia medzi bodmi 5 a 6 cez bránu 2 a obchádza čerpadlá. Keď sú čerpadlá 3 zapnuté, medzi bodmi 5 a 6 vzniká tlakový rozdiel, ktorý sa rovná tlakovému rozdielu čerpadiel. Brána 2 sa zatvorí, celý prietok vody prechádza z bodu 5 do 6. Ak sú na účastníckych vstupoch regulátory prietoku, zapnutie TČ nespôsobí zmenu prietoku vody vo vykurovacej sieti.

Ak na vstupoch predplatiteľa nie sú žiadne regulátory prietoku, potom pri zapnutí LP dôjde k nesprávnej regulácii. Spotreba vody pre spotrebiteľov nachádzajúcich sa medzi stanicou a NP klesá a pre spotrebiteľov za NP stúpa. Vo výpočtoch sa čerpadlo berie do úvahy ako určitý hydraulický odpor.

Výpočet hydraulického režimu siete s NP sa vykonáva metódou postupných aproximácií, keďže hydraulický odpor NP nie je vopred známy. Sú prednastavené prietokom vody cez NP, určujú (zápornú) hodnotu hydraulického odporu NP, určujú celkový odpor siete a prietok vody v jednotlivých úsekoch. V prípade potreby upravte prietok vody cez NP.
^

7.6. Výpočet distribúcie prietokov vody v kruhových vykurovacích sieťach

Vykurovacia sieť veľké mestá často predstavujú viackruhové systémy. Výpočet takýchto sietí je založený na Kirchhoffových rovniciach.

Ak je sieť vybavená automatickými regulátormi, tak výpočet spočíva v určení prietokov vody v jednotlivých úsekoch pri daných odporoch a prietokov vody pre účastníkov.

Ak sieť nie je vybavená automatickými regulátormi, potom výpočet spočíva v určení prietoku vody v systéme ako celku a jeho rozdelení do častí kruhovej siete podľa daného tlaku v uzle na dodávku vody do kruhovej siete.

Zvážte výpočet distribúcie prietoku v kruhovej sieti s regulátormi prietoku. Na obr. 7.15 je znázornená schéma jednokruhovej vykurovacej siete. Voda

Sú stanovené rozdelením nákladov podľa oddielov, čo spĺňa prvý Kirchhoffov zákon, napr.

Podľa druhého Kirchhoffovho zákona sa určuje nesúlad tlakových strát (tlaku) v okruhu

Tok v uzle budeme považovať za pozitívny, ak vstúpi do uzla, a za negatívny, ak uzol opustí. Strata prietoku sa bude považovať za pozitívnu, ak je tok v okruhu smerovaný v smere hodinových ručičiek, a za negatívny, ak tok smeruje proti smeru hodinových ručičiek.

V tomto prípade

znamená, že , alebo, čo je to isté, . Piezometrický graf zodpovedajúci tomuto prípadu je znázornený na obr. 7.16 prerušovaná čiara. Dostupný tlak v uzle 3 pri pozitívnom prietoku (t. j. pohybe v smere hodinových ručičiek) je menší ako v rovnakom uzle pri pohybe proti smeru hodinových ručičiek, t. j. pri zápornom prietoku -

. Tak, že dostupné tlaky

zhodovať, je potrebné znížiť prietok vody v kladnom toku o

(spojovací tok) a v negatívnom toku - zvýšenie o rovnakú hodnotu.

Spojovací tok je určený rovnicou (7.5).

Preto zanedbávanie pojmov obsahujúcich

, dostaneme

, (7.7)

Kde .

vždy, teda znamenia a zladiť sa. Po zistení špecifikujú náklady v oblastiach a tak ďalej, kým sa nedosiahne požadovaná presnosť.

Ak je vozidlo poháňané niekoľkými zdrojmi tepla, potom v hlavných líniách sú miesta stretávania vodných tokov rôzne zdroje- body povodia. Poloha týchto bodov závisí od odporu vozidla, rozloženia zaťaženia pozdĺž hlavného vedenia a dostupných tlakov na kolektory KGJ. Zvyčajne sa uvádza celková spotreba vody v takýchto sieťach.

Na obr. 7.17 je znázornená schéma a piezometrický graf vozidla poháňaného dvoma stanicami. Bod povodia sa nachádza nasledovne.

Ryža. 7.17. Schéma (A) a piezometrický graf (b) dvojrúrový TS napájaný z dvoch staníc; bodkovaná čiara - v prípade predbežného rozdelenia toku; plná čiara - po zohľadnení toku väzby

Sú stanovené prietokmi vody v úsekoch siete na základe 1. Kirchhoffovho zákona. Prijímame tok zo stanice ^ A pozitívne, ale zo stanice IN- negatívny. Bod povodia nech je bod TO. Potom pri kladnom prietoku je dostupný pokles tlaku v bode K

a v negatívnom toku

Podľa 2. Kirchhoffovho zákona sa určuje nesúlad poklesu tlaku

v bode TO.

Kde

. Spojovací tok je určený podľa (7.7). Ďalej sa špecifikuje rozloženie spotreby v úsekoch siete.

Hlavný okruh TS možno považovať za TS napájaný z dvoch zdrojov s rovnakými dostupnými tlakmi na kolektoroch. Schéma takejto siete je na obr. 7.18 Smer dodávky tepla v smere hodinových ručičiek

Ryža. 7.18. Schéma dvojrúrkovej kruhovej siete a jej piezometrický graf; A– sieťový diagram; b- podrobná schéma; V- piezometrický graf;

S o = S P; S o<S P;

šípka sa bude počítať od zberača A, a proti smeru hodinových ručičiek - z kolektora IN.

a  H=0. Metóda výpočtu pre takéto vozidlo je rovnaká ako pre sieť napájanú z dvoch zdrojov energie. Ak odpory prívodného a spätného vedenia nie sú rovnaké, potom môže byť poloha bodov povodia v nich odlišná. Vo všetkých prípadoch sa výpočet vykonáva na základe 1. a 2. Kirchhoffovho zákona. Pri inštalácii čerpadiel na ľubovoľnom úseku hlavného vedenia sa ich tlaky sčítajú s tlakom na stanici v smere pohybu chladiacej kvapaliny. Vodný bod

časť je posunutá rovnakým smerom.
^

7.7. Hydraulický režim otvorených systémov zásobovania teplom

Hlavnou črtou hydraulického režimu otvorených systémov zásobovania teplom je, že v prítomnosti prívodu vody je prietok vody vo vratnom potrubí menší ako v prívodnom potrubí. V praxi sa tento rozdiel rovná príjmu vody. Piezometrická krivka prívodného vedenia zostáva konštantná pre akýkoľvek odber zo spätného vedenia, pretože prietok v prívodnom vedení je udržiavaný konštantný pomocou regulátorov prietoku na vstupoch účastníka. So zvyšujúcim sa príjmom vody sa prietok vo vratnom potrubí znižuje a piezometrická krivka vratného potrubia sa stáva plochejšou. Keď sa odber rovná prietoku v prietoku, prietok vo spiatočke je nulový a piezometrická krivka spiatočky sa stáva horizontálnou. Pri rovnakých priemeroch priameho a spätného vedenia a absencii prívodu vody sú grafy výšky v priamom a spätnom vedení symetrické. Pri absencii odberu vody na zásobovanie teplou vodou sa spotreba vody rovná odhadovanej spotrebe na vykurovanie - V o- v doprednom a spätnom potrubí. Pri úplnom odbere vody z priameho potrubia sa prietok vody vo vratnom potrubí rovná prietoku vykurovania a v prívodnom potrubí - súčtu nákladov na vykurovanie a TÚV. Tým sa zníži dostupný tlak na vykurovací systém a prietok

Obr.7.19. Piezometrický graf otvoreného systému

voda V o menej ako vypočítané. Pri odbere vody iba zo spätného potrubia je dostupný tlak na vykurovacom systéme vyšší ako vypočítaný. Tlaková strata je súčtom tlakových strát v prívodnom potrubí, vykurovacom systéme a spätnom potrubí.

Bez odberu TÚV

V prítomnosti prívodu vody na zásobovanie teplou vodou

(7.10) delíme (7.9). Označiť

;

;

;

.

Z rovnice (7.11) možno nájsť .

1. Pri odbere TÚV z prívodného potrubia klesá prietok vykurovacím systémom. Pri analýze zo spätného riadku rastie. o =0,4 prietok vody vykurovacím systémom sa rovná vypočítanému.

2. Stupeň zmeny prietoku vody vykurovacím systémom -

Stupeň zmeny prietoku vody vykurovacím systémom je tým väčší, čím menší je odpor systému. Zvýšenie odberu TÚV môže viesť k situácii, že všetka voda za vykurovacím systémom pôjde na odber TÚV. V tomto prípade sa prietok vody vo vratnom potrubí bude rovnať nule.