Hydrauliska och termiska förhållanden i rörledningsnätet. Föreläsningar - Källor och värmeförsörjningssystem - fil Cons_7.doc

SYSTEMETS HYDRAULISKA EGENSKAPER

Vattenvärmeförsörjningssystem är komplexa hydrauliska system där driften av enskilda delar är ömsesidigt beroende. För korrekt kontroll och reglering är det nödvändigt att känna till de hydrauliska egenskaperna hos driftsutrustningen - cirkulationspumpar och nätverk.

Systemets hydrauliska läge bestäms av skärningspunkten för pumpens och nätverkets hydrauliska egenskaper.

Figur 1. Hydrauliska egenskaper hos pumpen och värmenätet

I fig. 1 kurva 1 - pumpegenskaper; kurva 2 - karakteristisk för värmenätet; punkt A - skärningspunkten mellan dessa egenskaper bestämmer systemets hydrauliska läge; N är trycket som utvecklas av pumpen, lika med tryckförlusten i ett slutet system; V är pumpens volymetriska flöde, lika med vattenflödet i systemet.

Den hydrauliska karaktäristiken för en pump är beroendet av trycket H eller tryckfallet Δр som skapas av pumpen på pumpens V volymflöde. Pumparnas egenskaper bestäms vanligtvis av tillverkare eller kan konstrueras från testdata.

Vid en konstant rotationshastighet för pumphjulet kan arbetsdelen av egenskaperna hos en centrifugalpump ungefärligen beskrivas med ekvationen

Effekten, W, som förbrukas av pumpen i nominellt läge bestäms av formeln

Vid nominellt läge i genomsnitt . Eftersom tryckförluster i värmenät som regel följer en kvadratisk lag, är värmenätets kännetecken en kvadratisk parabel som beskrivs av ekvationen

Som framgår av (6.5) beror nätverkets motstånd på dess geometriska dimensioner, den absoluta grovheten hos rörledningarnas inre yta, motsvarande längd av lokala motstånd och kylvätskans densitet, men beror inte på kylvätskans flöde. För ett givet nätverkstillstånd kan dess egenskaper konstrueras med användning av en känd mod. För att bestämma motståndet s räcker det att känna till vattenflödet för ett visst läge och tryckfallet Δр motsvarande detta flöde.

Ofta arbetar flera pumpar tillsammans på en station. För att bestämma deras läge samarbete det är nödvändigt att konstruera en sammanfattande egenskap. Ordningen för att summera pumparnas egenskaper beror på metoden för deras aktivering. Om pumparna är parallellkopplade, så konstrueras den totala karakteristiken genom att addera kostnaderna (flödena) vid samma tryck.

Ris. 2. Konstruktion av pumparnas totala egenskaper

a - parallellkopplad, b - seriekopplad

Den totala karaktäristiken för en grupp av m parallellkopplade pumpar med samma egenskaper beskrivs av den ungefärliga ekvationen

Konstruktionen av de totala egenskaperna för seriekopplade pumpar utförs genom att addera trycken vid samma flödeshastigheter.

Den totala karaktäristiken för en grupp av seriekopplade pumpar och som har samma egenskaper beskrivs av den ungefärliga ekvationen

Graden av förändring i tillförseln när pumpar är parallellkopplade beror på typen av nätkarakteristik. Ju plattare nätverkskarakteristiken är, desto effektivare är parallellkopplingen av pumpar. Ju brantare nätverkskaraktäristik, desto mindre effekt ger parallellkoppling.

Vid konstruktion av pumpinstallationer som består av flera pumpar som arbetar parallellt, bör alla pumpar med samma egenskaper väljas, och designflödet för var och en av dem bör tas lika med det totala vattenflödet dividerat med antalet arbetande pumpar, standby ej räknat ettor. Flödet av pumpar vid seriekopplade beror också på typen av nätverkskarakteristik. Ju brantare nätverkskaraktäristiken är, desto effektivare är den sekventiella anslutningen.

HYDRAULISKT LÄGE FÖR STÄNDA SYSTEM

En av de viktiga förutsättningarna för normal drift av värmeförsörjningssystem är att säkerställa att värmenätet framför grupp- eller lokala värmepunkter (GTP eller MTP) har tillgängliga tryck som är tillräckliga för att leverera vattenflöden till abonnentinstallationer som motsvarar deras termiska belastning.

Uppgiften att beräkna nätverkets hydrauliska läge är att bestämma flödet av nätverksvatten hos abonnenter och i enskilda delar av nätverket, såväl som tryck (tryck) och tillgängliga tryckskillnader (tryck) vid nätverksnoder, vid grupp och lokalt värmepunkter (abonnentingångar) vid en given nätdrift.

De givna parametrarna är vanligtvis diagrammet över värmenätverket, motståndet för alla dess sektioner, trycket (trycket) på värmekraftverkets tillförsel- och returkollektorer eller den tillgängliga tryckskillnaden (trycket) på kollektorerna för värmekraften anläggningen och trycket (trycket) vid nätets neutrala punkt. Om det finns autoregulatorer vid abonnentingångarna är även abonnenternas nätvattenkostnader kända, eftersom dessa kostnader upprätthålls med hjälp av autoregulatorer på en given nivå. I det här fallet, med hjälp av de kända flödeshastigheterna för nätverksvatten från abonnenter, hittar de vattenflödeshastigheterna i alla delar av värmenätet, och sedan tryckförlusten (tryck) i alla delar av nätverket och konstruerar en piezometrisk graf, från vilka trycken (trycken) bestäms vid värmenätets noder och vid abonnentstationerna.

I avsaknad av autoregulatorer i GTP eller vid MTP är förbrukningen av nätverksvatten hos abonnenter okänd i förväg och deras bestämning är en av huvuduppgifterna för att beräkna det hydrauliska läget för värmenätverket. För att lösa detta problem är det nödvändigt att veta, förutom resistanserna i alla delar av värmenätet, även resistanserna för alla MTP:er och abonnentinstallationer. Låt oss överväga en metod för att beräkna vattenförbrukning för abonnenter på värmenätverk i avsaknad av autoregulatorer vid abonnentingångar.

Rns. 3. Värmenätsdiagram

a - enkelradsbild; b - tvåradsbild

Delar av stamledningen är numrerade med romerska siffror, och grenar till abonnenter och abonnenter är numrerade med arabiska siffror.

Den totala vattenförbrukningen i nätet kommer att betecknas med bokstaven V utan index. Vattenförbrukningen genom abonnentsystemet indikeras med bokstaven V med ett index som är lika med abonnentnumret. Till exempel är V m vattenförbrukningen genom abonnentsystemet.

Relativt vattenflöde genom abonnentsystemet, dvs. förhållandet mellan flödet genom abonnentsystemet och det totala vattenflödet i nätet, betecknat med V med indexet. Till exempel den relativa vattenförbrukningen för en abonnent

Vattenförbrukningen för abonnent 1 kan hittas från ekvationen

.

Därav

Låt oss hitta vattenflödet genom abonnentinstallation 2, för vilken följande ekvation är giltig:

Hitta på samma sätt det relativa vattenflödet genom abonnentinstallation 3:

Om nabonnenter är anslutna till värmenätet, då är det relativa vattenflödet genom systemet för någon abonnent

Med denna formel kan du hitta vattenflödet genom vilket abonnentsystem som helst om det totala vattenflödet och motståndet för nätverkssektioner är kända. Av (6.20) följer att det relativa vattenflödet genom abonnentsystemet endast beror på nätets och abonnentanläggningarnas motstånd och inte beror på det absoluta vattenflödet i nätet.

Läs också: Kapitel III: Regler som gäller för honorära konsulära tjänstemän och konsulära tjänster som leds av sådana tjänstemän. MS Access. Detta fält i designläge behövs för att begränsa användaråtgärder vid behov. A. Programmering av driften av en krans som arbetar i rörelsevågsläge Generatorer baserade på Gunn-dioder. Strukturer, motsvarande krets. Driftlägen. Generatorparametrar, användningsområden. AUTOMATISK TEMPERATURKONTROLL I BLOCKA VÄXTHUS Automatisk reglering av robotläget för 1G405 röjtröska.

I vattenvärmeförsörjningssystem utförs värmetillförseln till konsumenterna genom att de beräknade kostnaderna för nätverksvatten fördelas på lämpligt sätt mellan dem. För att implementera sådan distribution är det nödvändigt att utveckla ett hydrauliskt läge för värmeförsörjningssystemet.

Syftet med att utveckla det hydrauliska läget för värmeförsörjningssystemet är att säkerställa optimala tillåtna tryck i alla delar av värmeförsörjningssystemet och de nödvändiga tillgängliga trycken vid noderna i värmenätverket, vid grupp- och lokala värmepunkter, tillräckligt för att försörja konsumenterna med de beräknade vattenflödena. Det tillgängliga trycket är skillnaden i vattentryck i tillförseln och returledningar.

För att säkerställa tillförlitlig drift av värmeförsörjningssystemet gäller följande villkor:

Ej överskridande av tillåtna tryck: i värmeförsörjningskällor och värmenät: 1,6-2,5 mPa - för ångvattennätverksvärmare av PSV-typ, för varmvattenpannor av stål, stålrör och beslag; i abonnentinstallationer: 1,0 mPa - för sektionsvattenberedare; 0,8-1,0 mPa - för stålkonvektorer; 0,6 mPa - för gjutjärnsradiatorer; 0,8 mPa - för luftvärmare;

Säkerställande av övertryck i alla delar av värmeförsörjningssystemet för att förhindra pumpkavitation och skydda värmeförsörjningssystemet från luftläckor. Minimivärdet för övertryck antas vara 0,05 MPa. Av denna anledning måste den piezometriska linjen för returledningen i alla lägen vara placerad ovanför punkten för den högsta byggnaden med minst 5 m vatten. Konst.;

På alla punkter i värmesystemet måste ett tryck upprätthållas som överstiger trycket av mättad vattenånga vid den maximala vattentemperaturen, vilket säkerställer att vattnet inte kokar. Som regel uppstår risken för vattenkokning oftast i värmenätets försörjningsledningar. Minimitrycket i tillförselledningarna tas enligt den beräknade temperaturen på tilloppsvattnet, tabell 7.1.

Tabell 7.1

Den icke-kokande linjen måste dras på grafen parallellt med terrängen på en höjd som motsvarar övertrycket vid kylvätskans maximala temperatur.

Det är bekvämt att avbilda det hydrauliska läget grafiskt i form av en piezometrisk graf. Den piezometriska grafen är ritad för två hydrauliska lägen: hydrostatisk och hydrodynamisk.

Syftet med att utveckla ett hydrostatiskt läge är att säkerställa det nödvändiga vattentrycket i värmesystemet, inom acceptabla gränser. Den nedre tryckgränsen bör säkerställa att konsumentsystemen är fyllda med vatten och skapar det nödvändiga minimitrycket för att skydda värmesystemet från luftläckor. Det hydrostatiska läget är utvecklat med laddningspumpar igång och ingen cirkulation.

Det hydrodynamiska läget är utvecklat på basis av hydrauliska beräkningsdata för värmenätverk och säkerställs genom samtidig drift av tillsats- och nätverkspumpar.

Utvecklingen av ett hydrauliskt läge handlar om att konstruera en piezometrisk graf som uppfyller alla krav för det hydrauliska läget. Hydrauliska lägen för vattenuppvärmningsnätverk (piezometriska grafer) bör utvecklas för uppvärmnings- och icke-uppvärmningsperioder. Den piezometriska grafen låter dig: bestämma trycken i tillförsel- och returledningarna; tillgängligt tryck när som helst i värmenätet, med hänsyn till terrängen; välj konsumentanslutningsscheman baserat på tillgängligt tryck och byggnadshöjder; välj automatiska regulatorer, hissmunstycken, strypanordningar för lokala värmeförbrukarsystem; välj nätverks- och sminkpumpar.

Konstruktion av en piezometrisk graf(Fig. 7.1) görs på följande sätt:

a) skalor väljs längs abskissan och ordinatan och terrängen och höjden på byggstenarna plottas. Piezometriska grafer är konstruerade för huvud- och distributionsvärmenät. För huvudvärmenät kan följande skalor användas: horisontell M g 1:10000; vertikal M i 1:1000; för distributionsvärmenät: M g 1:1000, M v 1:500; Nollmärket för ordinataaxeln (tryckaxeln) anses vanligtvis vara märket för den lägsta punkten på värmeledningen eller märket för nätverkspumparna.

b) värdet på det statiska trycket bestäms för att säkerställa fyllning av konsumentsystem och skapande av minimalt övertryck. Detta är höjden på den högsta byggnaden plus 3-5 m vattenpelare.

Efter plottning av terrängen och byggnadshöjderna bestäms systemets statiska huvud

H c t = [N byggnad + (3¸5)], m (7,1)

Var N bak- höjden på den högsta byggnaden, m.

Det statiska huvudet H st är parallellt med x-axeln och det bör inte överskrida det maximala drifttrycket för lokala system. Det maximala driftstrycket är: för värmesystem med stålvärmeanordningar och för luftvärmare - 80 meter; för värmesystem med gjutjärnsradiatorer - 60 meter; för oberoende anslutningsscheman med ytvärmeväxlare - 100 meter;

c) Sedan konstrueras det dynamiska läget. Sugtrycket för nätverkspumpar H sun väljs godtyckligt, vilket inte bör överstiga det statiska trycket och ger det nödvändiga matningstrycket vid inloppet för att förhindra kavitation. Kavitationsreserven, beroende på pumpens storlek, är 5-10 m.vattenpelare;

d) från den villkorade tryckledningen vid suget av nätverkspumpar deponeras successivt tryckförluster i returledningen DН retur av huvudvärmeledningen ( linje A-B) med hjälp av resultaten av hydrauliska beräkningar. Mängden tryck i returledningen måste uppfylla de krav som anges ovan vid konstruktion av den statiska tryckledningen;

e) det erforderliga tillgängliga trycket avsätts hos den sista abonnenten DN ab, baserat på driftförhållandena för hiss, värmare, blandare och distributionsvärmenät (ledning B-C). Mängden tillgängligt tryck vid anslutningspunkten för distributionsnäten antas vara minst 40 m;

e) med början från den sista rörledningsnoden deponeras tryckförluster i matningsrörledningen till huvudledningen DN under ( linje C-D). Trycket på alla punkter i tillförselledningen, baserat på tillståndet för dess mekaniska styrka, bör inte överstiga 160 m;

g) tryckförluster är fördröjda i värmekällan DН it ( linje D-E) och trycket vid utloppet av nätverkspumparna erhålls. I avsaknad av data kan tryckförlusten i kommunikationen från ett värmekraftverk antas vara 25 - 30 m och för ett distriktspannhus 8-16 m.

Nätverkspumparnas tryck bestäms

Laddningspumparnas tryck bestäms av trycket i det statiska läget.

Som ett resultat av denna konstruktion erhålls den initiala formen av en piezometrisk graf, som gör det möjligt att uppskatta tryck på alla punkter i värmeförsörjningssystemet (fig. 7.1).

Om de inte uppfyller kraven, ändra positionen och formen på den piezometriska grafen:

a) om returledningens tryckledning korsar byggnadens höjd eller är mindre än 3¸5 m från den, bör den piezometriska grafen höjas så att trycket i returledningen säkerställer fyllning av systemet;

b) om det maximala trycket i returledningen överstiger det tillåtna trycket i värmeanordningar och det inte kan minskas genom att flytta den piezometriska grafen nedåt, bör det minskas genom att installera boosterpumpar i returledningen;

c) om den icke-kokande ledningen skär tryckledningen i tillförselledningen, är kokning av vatten möjlig bortom skärningspunkten. Därför bör vattentrycket i denna del av värmenätet ökas genom att flytta den piezometriska grafen uppåt, om möjligt, eller genom att installera en boosterpump på tillförselledningen;

d) om det maximala trycket i utrustningen i värmekällans värmebehandlingsanläggning överstiger det tillåtna värdet, installeras boosterpumpar på tillförselledningen.

Uppdelning av värmenätet i statiska zoner. Den piezometriska grafen är utvecklad för två lägen. För det första, för statiskt läge, när det inte finns någon vattencirkulation i värmesystemet. Det antas att systemet är fyllt med vatten vid en temperatur på 100°C, vilket eliminerar behovet av att upprätthålla övertryck i värmerören för att undvika kokning av kylvätskan. För det andra, för hydrodynamiskt läge - i närvaro av kylvätskecirkulation i systemet.

Utvecklingen av schemat börjar med det statiska läget. Placeringen av den fulla statiska trycklinjen på grafen bör säkerställa anslutningen av alla abonnenter till värmenätet enligt ett beroende schema. För att göra detta bör det statiska trycket inte överstiga vad som är tillåtet baserat på styrkan hos abonnentinstallationer och bör säkerställa att lokala system är fyllda med vatten. Närvaron av en gemensam statisk zon för hela värmesystemet förenklar dess drift och ökar dess tillförlitlighet. Om det finns en betydande skillnad i geodetiska höjder på jorden är det omöjligt att upprätta en gemensam statisk zon av följande skäl.

Det lägsta läget för den statiska trycknivån bestäms av villkoren för att fylla lokala system med vatten och säkerställa att ett övertryck på de högsta punkterna av systemen i de högsta byggnaderna belägna i området med de högsta geodetiska märkena av minst 0,05 MPa. Detta tryck visar sig vara oacceptabelt högt för byggnader som ligger i den del av området som har de lägsta geodetiska höjderna. Under sådana förhållanden blir det nödvändigt att dela upp värmeförsörjningssystemet i två statiska zoner. Den ena zonen är för en del av området med låga geodetiska märken, den andra - med höga.

I fig. 7.2 visar den piezometriska grafen och kretsschema värmeförsörjningssystem för ett område med en betydande skillnad i geodetiska marknivåmärken (40m). Den del av området som gränsar till värmekällan har noll geodetiska markeringar, i den perifera delen av området är markeringarna 40 m. Byggnadernas höjd är 30 och 45 m. För att kunna fylla husvärmesystem med vatten III och IV, placerad vid 40 m-märket och skapar ett övertryck på 5 m vid de övre punkterna av systemen, bör nivån för det totala statiska trycket placeras vid 75 m-märket (linje 5 2 - S 2). I detta fall kommer det statiska huvudet att vara lika med 35m. En fallhöjd på 75 m är dock oacceptabelt för byggnader jag Och II, placerad vid nollstrecket. För dem motsvarar det tillåtna högsta läget för nivån av det totala statiska trycket 60 m. Under de aktuella förhållandena är det således omöjligt att upprätta en gemensam statisk zon för hela värmeförsörjningssystemet.

En möjlig lösning är att dela upp värmeförsörjningssystemet i två zoner med olika nivåer av totala statiska huvuden - den nedre med en nivå på 50 m (linje S t-Si) och den övre med en nivå på 75m (linje S 2 -S 2). Med denna lösning kan alla konsumenter anslutas till värmeförsörjningssystemet enligt ett beroende schema, eftersom de statiska trycken i de nedre och övre zonerna ligger inom acceptabla gränser.

Så att när vattencirkulationen i systemet upphör, de statiska trycknivåerna etableras i enlighet med de accepterade två zonerna, placeras en separeringsanordning vid anslutningspunkten (fig. 7.2) 6 ). Denna enhet skyddar värmenätet från högt blodtryck när cirkulationspumparna stannar, skär den automatiskt i två hydrauliskt oberoende zoner: övre och nedre.

När cirkulationspumparna stoppas förhindras tryckfallet i den övre zonens returledning av tryckregulatorn "mot sig själv" RDDS (10), som håller ett konstant inställt tryck RDDS vid den punkt där pulsen tas. När trycket sjunker stängs det. Ett tryckfall i matningsledningen förhindras av a backventil(11), som också stänger. Således skär RDDS och backventilen värmenätet i två zoner. För att mata den övre zonen installeras en matarpump (8), som tar vatten från den nedre zonen och förser det över. Trycket som utvecklas av pumpen är lika med skillnaden mellan de hydrostatiska huvuden i de övre och nedre zonerna. Den nedre zonen matas av påfyllningspumpen 2 och påfyllningsregulatorn 3.

Figur 7.2. Värmesystem uppdelat i två statiska zoner

a - piezometrisk graf;

b - schematiskt diagram över värmeförsörjningssystemet; S 1 - S 1, - linje för totalt statiskt tryck i den nedre zonen;

S 2 – S 2, - linje för det totala statiska trycket i den övre zonen;

N p.n1 - tryck utvecklat av matarpumpen i den nedre zonen; N p.n2 - tryck utvecklat av toppzonens påfyllningspump; N RDDS - tryck som RDDS (10) och RD2 (9) regulatorerna är inställda på, ΔН RDDS - tryck aktiverat på RDDS regulatorventilen i hydrodynamiskt läge; I-IV- prenumeranter; 1-påfyllningsvattentank; 2.3 - påfyllningspump och påfyllningsregulator för nedre zon; 4 - förkopplad pump; 5 - huvudsakliga ång-vattenvärmare; 6- nätverkspump; 7 - topp varmvattenpanna; 8 , 9 - påfyllningspump och toppzonspåfyllningsregulator; 10 - tryckregulator "mot dig" RDDS; 11- backventil

RDDS-regulatorn är inställd på trycket Nrdds (Fig. 7.2a). Påfyllningsregulatorn RD2 är inställd på samma tryck.

I hydrodynamiskt läge håller RDDS-regulatorn trycket på samma nivå. I början av nätverket håller en påfyllningspump med en regulator trycket på H O1. Skillnaden i dessa tryck går åt till att övervinna det hydrauliska motståndet i returledningen mellan separeringsanordningen och värmekällans cirkulationspump, resten av trycket aktiveras i gasspjällsstationen på RDDS-ventilen. I fig. 8,9, och denna del av trycket visas med värdet ΔН RDDS. Gasspjällsstationen i hydrodynamiskt läge gör det möjligt att hålla trycket i returledningen i den övre zonen inte lägre än den accepterade nivån av statiskt tryck S 2 - S 2.

Piezometriska linjer som motsvarar den hydrodynamiska regimen visas i fig. 7.2a. Det högsta trycket i returledningen vid konsument IV är 90-40 = 50m, vilket är acceptabelt. Trycket i den nedre zonens returledning ligger också inom acceptabla gränser.

I tillförselledningen är maxtrycket efter värmekällan 160 m, vilket inte överstiger vad som är tillåtet baserat på rörens styrka. Det minsta piezometriska trycket i tillförselledningen är 110 m, vilket säkerställer att kylvätskan inte kokar över, eftersom vid en designtemperatur på 150 ° C är det minsta tillåtna trycket 40 m.

Den piezometriska grafen utvecklad för statiska och hydrodynamiska lägen ger möjlighet att ansluta alla abonnenter enligt en beroende krets.

En annan möjlig lösning på det hydrostatiska läget för värmesystemet som visas i fig. 7.2 är anslutningen av vissa abonnenter enligt ett oberoende schema. Det kan finnas två alternativ här. Första alternativet- ställ in den allmänna nivån av statiskt tryck på 50 m (linje S 1 - S 1), och anslut byggnaderna som ligger vid de övre geodetiska märkena enligt ett oberoende schema. I det här fallet kommer det statiska trycket i vatten-vattenvärmare av byggnader i den övre zonen på sidan av värmekylvätskan att vara 50-40 = 10 m, och på sidan av den uppvärmda kylvätskan kommer att bestämmas av höjden på byggnaderna. Det andra alternativet är att ställa in den allmänna nivån av statiskt tryck på 75 m (linje S 2 - S 2) med anslutningen av byggnaderna i den övre zonen enligt ett beroende schema, och byggnaderna i den nedre zonen - enligt en oberoende. I detta fall kommer det statiska trycket i vatten-vattenberedare på sidan av värmekylvätskan att vara lika med 75 m, dvs mindre än det tillåtna värdet (100 m).

Main 1, 2; 3;

Lägg till. 4, 7, 8.

Den viktigaste uppgiften vid design och drift av värmeförsörjningssystem är utvecklingen av ett effektivt hydrauliskt läge som säkerställer tillförlitlig drift av värmenätverk.

Pålitlig drift betyder:

1) säkerställa det erforderliga trycket inför abonnenter ();

2) förhindra kokning av kylvätskan i matningsledningen;

3) eliminera tömning av värmesystem i byggnader, vilket innebär efterföljande luftning vid omstart;

4) eliminering av farligt övertryck bland konsumenter, vilket orsakar risken för brott på rör och värmebeslag.

Under hydrauliskt läge värmenätverk förstå det ömsesidiga förhållandet mellan tryck (tryck) och kylvätskeflöden vid olika punkter i nätverket vid en given tidpunkt.

Värmenätets hydrauliska läge studeras genom att konstruera tryckdiagram (piezometrisk graf).

Tidsplanen upprättas efter hydraulisk beräkning av rörledningar. Det låter dig tydligt navigera i det hydrauliska driftsättet för värmenätverk vid olika driftlägen, med hänsyn till påverkan av terräng, byggnaders höjd, tryckförluster i värmenätverk. Med hjälp av denna graf kan du enkelt bestämma trycket och tillgängligt tryck var som helst i nätverket och abonnentsystemet och välja lämpligt pumputrustning pumpstationer och en krets för automatisk styrning av ITP:ns hydrauliska driftläge.

Låt oss överväga en piezometrisk graf för ett värmenät som ligger i ett område med lugn terräng (Fig. 7.1). Planet med nollmärket är i linje med märket för placeringen av värmebehandlingsanläggningen. Huvudlinjeprofil 1 -2-3 -III kombinerat med det vertikala plan i vilket den piezometriska grafen ritas. Vid punkten 2 en gren är ansluten till huvudledningen 2 -jag. Denna gren har sin profil i ett plan vinkelrätt mot huvudvägen. För att kunna visa filialprofilen 2 -jag på den piezometriska grafen, rotera den 90° moturs runt punkten 2 och är kompatibel med huvudvägens profilplan. Efter att ha kombinerat planen kommer grenprofilen att ta positionen som visas av linjen på grafen 2 - . Vi bygger på samma sätt en profil för filialen 3 - .

Låt oss överväga driften av ett tvårörs värmeförsörjningssystem, vars schematiska diagram visas i fig. 7.1, V. Från värmebehandlingsenheten T kommer högtemperaturvatten in i tilloppsvärmeledningen vid punkten P1 med fullt tryck i värmekällans tillförselgrenrör (här är det initiala totaltrycket efter nätverkspumparna (punkt K); - förlust av nätverksvattentryck i värmebehandlingsanläggningen). Eftersom den geodetiska höjden för installation av nätverkspumpar är , är de totala trycken i början av nätverket lika med de piezometriska trycken och motsvarar övertrycken i värmekällans kollektorer. Varmt vatten längs matningsledningen 1-2-3-III och grenar 2-I Och 3-II levereras till lokala värmeförbrukarsystem jag, II, III. Totaltrycken i huvudledningen och grenarna visas med tryckdiagram P1-PIII,P2-PI,P3-PII. Det kylda vattnet skickas genom returledningar till värmekällan. Grafer över totala tryck i returvärmerör visas med linjer OIII-01, OII- O3, OI-O1.

Tryckskillnaden i matnings- och returledningarna för valfri punkt i nätet kallas tillgängligt tryck. Eftersom tillförsel- och returledningarna vid vilken punkt som helst har samma geodetiska höjd, är det tillgängliga trycket lika med skillnaden i det totala eller piezometriska trycket:

De tillgängliga trycken för abonnenter är: ;

; . Det totala trycket i slutet av returledningen före nätverkspumpen på returfördelaren till värmekällan är lika med . Därför tillgänglig

tryck i värmebehandlingsanläggningens kollektorer

Nätverkspumpökar trycket på vattnet som kommer från returledningen och skickar det till värmebehandlingsverket, där det värms till . Pumpen utvecklar tryck.

Ris. 7.1. Piezometrisk graf (A), en-linje pipeline diagram (b) och diagram över ett tvårörs värmenät (V)

jag-III- prenumeranter; 1, 2, 3 - knutpunkter; P- matningsledning; O - returlinje; N- tryck; T-värmebehandlingsanläggning; SI- nätverkspump; RD- tryckregulator; D- impulsvalspunkt för RD; mån- sminkpump; B - fyllnadsvattentank; DK - avloppsventil.

Tryckförlusten i matnings- och returledningarna är lika med skillnaden i totaltryck i början och slutet av rörledningen. För matningsledningen är de lika , och för det omvända .

Den beskrivna hydrodynamiska regimen observeras när nätverkspumpen är i drift. Placering av returledningens piezometriska linje vid punkten O1 bibehålls konstant som ett resultat av arbetet laddningspump PN Och tryckregulator RD. Trycket som utvecklas av påfyllningspumpen kl hydrodynamiskt läge, strypt av ventil RD på ett sådant sätt att vid den punkt där tryckpulsen tas från nätverkspumpens bypass-ledning upprätthålls ett tryck som är lika med det totala trycket som utvecklas av påfyllningspumpen.

I fig. Figur 7.2 visar en graf över trycken i påfyllningsledningen och i bypassledningen, samt ett schematiskt diagram över påfyllningsanordningen.

Ris. 7.2. Diagram över tryck i sminklinjen 1 -2 och i nätverkspumpens bypass-ledning 2 -3(a) och diagram över sminkanordningen (b):

N- piezometriska tryck; - tryckförlust i tryckregulatorns spjällhus RD och i ventiler A och B; MF, MF- nätverks- och sminkpumpar; DK- avloppsventil; B- fyllnadsvattentank

Före påfyllningspumpen antas det totala trycket konventionellt vara noll. Laddningspump mån utvecklar tryck. Detta tryck kommer att finnas i rörledningen före tryckregulatorn RD. Huvudförlust på grund av friktion i områden 1 -2 Och 2 -3 försummade på grund av sin litenhet. I bypassledningen rör sig kylvätskan från punkten 3 till poängen 2. I ventiler A Och I hela trycket som utvecklas av nätverkspumpen aktiveras. Graden av stängning av dessa ventiler justeras så att i ventilen A trycket genererades och det totala trycket efter det var lika .

I ventilen I trycket utlöses , och (Här - tryck efter RD). Tryckregulatorn håller konstant tryck vid punkten D mellan ventilerna A Och I. Samtidigt, vid punkten 2 trycket kommer att upprätthållas, och vid ventilen RD trycket kommer att utlösas.

Med en ökning av kylvätskeläckage från nätverket, trycket vid punkten D ventilen börjar minska RDöppnas något, påfyllningen av värmenätet ökar och trycket återställs. Vid minskning av läckage, trycket vid punkten D ventilen börjar stiga RD täcker upp. Om med ventilen stängd RD trycket kommer att fortsätta att öka, till exempel som ett resultat av en ökning av vattenvolymen med en ökning av dess temperatur, kommer avloppsventilen att slås på DK, upprätthålla konstant tryck "upp till sig själv" vid punkten D, och släpp ut överflödigt vatten i avloppet. Så här fungerar sminkapparaten i hydrodynamiskt läge. När nätverkspumparna stannar upphör kylvätskecirkulationen i nätverket och trycket i hela systemet sjunker till . Tryckregulator RDöppnas och laddningspumpen mån upprätthåller konstant tryck i hela systemet.

Således, med det andra karakteristiska hydrauliska läget - statisk- vid alla punkter i värmeförsörjningssystemet etableras det fulla trycket som utvecklas av påfyllningspumpen. Vid punkten D både i hydrodynamiskt och statiskt läge upprätthålls ett konstant tryck, denna punkt kallas neutral.

På grund av det höga hydrostatiska trycket som skapas av vattenpelaren och den höga temperaturen på det transporterade vattnet uppstår stränga krav på det tillåtna tryckintervallet i både tillopps- och returledningarna. Dessa krav inför begränsningar för den möjliga placeringen av piezometriska linjer i både statiskt och hydrodynamiskt läge.

För att utesluta påverkan av lokala system på tryckregimen i nätverket, kommer vi att anta att de är anslutna enligt ett oberoende schema, där de hydrauliska lägena för värmenätverket och lokala system är autonoma. Under sådana förhållanden ställs kraven nedan på tryckregimen i nätet.

Vid drift av ett värmenätverk och vid utveckling av en graf över piezometriska tryck måste följande villkor uppfyllas (både i dynamiskt och statiskt läge), som är listade i prioritetsordning för att kontrollera dem när grafen konstrueras.

1. Det piezometriska trycket i nätets returledning måste vara högre än den statiska nivån för de anslutna systemen (byggnadernas höjd N bak) med minst 5 m(reserv), annars returtryck N arr. kommer att vara mindre än byggnadens statiska tryck N bak och vattennivån i byggnader kommer att etableras på höjden av trycket från den omvända piezometern, och ett vakuum kommer att uppstå ovanför det (exponering av systemet), vilket kommer att få luft att läcka in i systemet. På grafen kommer detta tillstånd att uttryckas av det faktum att linjen för den omvända piezometern måste passera 5 m ovanför byggnaden:

N retur N byggnad + 5 m; N st N byggnad + 5 m.

2. När som helst i returledningen måste det piezometriska trycket vara minst 5 m så att det inte blir vakuum och luft läcker in i nätverket (5 m– lager). På grafen uttrycks detta tillstånd av det faktum att den piezometriska returledningen och den statiska tryckledningen vid någon punkt i nätverket måste gå minst 5 m ovan marknivå:

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

3. Sugtryck för nätverkspumpar (matningstryck Men) måste vara minst 5 m för att säkerställa att pumparna är fyllda med vatten och att det inte finns någon kavitation:

Men 5 m.

4. Vattentrycket i värmesystemet måste vara lägre än det maximalt tillåtna som värmeanordningarna tål (6 kgf/cm 2). På grafen uttrycks detta tillstånd av det faktum att vid ingångarna till byggnaderna bör de piezometriska trycken i returledningen och nätverkets statiska nivå inte vara högre N extra = 55 m(med en marginal på 5 m):

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

5. I tilloppsledningen till hissen, där vattentemperaturen är högre , ett tryck måste upprätthållas som inte är lägre än koktrycket för vatten vid kylvätskans temperatur - accepterat med en marginal; (detta är inte nödvändigt för den statiska nivån):

N s=20 m vid och N s=40 m kl.

På grafen kommer detta tillstånd att uttryckas genom att tryckledningen i tillförselledningen måste vara motsvarande lika med N söver den högsta punkten för överhettat vatten i värmesystemet (för bostadshus kommer detta att vara marknivå, och för industribyggnader - den högsta punkten för överhettat vatten i verkstäder):

N under N s + 5 m.

6. Den statiska nivån för lokala system (nivån på toppen av byggnader) bör inte skapa ett tryck i systemen i andra byggnader som är högre än det maximalt tillåtna för dem, annars, när nätverkspumparna stoppas, kommer enheterna av dessa system kommer att krossas på grund av vattentrycket i högt belägna byggnader. På grafen kommer detta tillstånd att uttryckas genom att nivåerna av högt belägna byggnader inte bör överstiga 55 m andra byggnaders marknivåer.

7. Trycket vid någon punkt i systemet bör inte överstiga det maximalt tillåtna baserat på hållfasthetsförhållandena för utrustning, delar och tillbehör. Brukar ta max övertryck P extra=16…22 kgf/cm 2. Detta innebär att det piezometriska trycket vid valfri punkt i tillförselledningen (från marknivå) får inte vara mindre än N ytterligare – 5 m(med en marginal på 5 m):

N under – N s N ytterligare – 5 m.

8. Det tillgängliga trycket (skillnaden i piezometriskt tryck i tillförsel- och returledningarna) vid ingångarna till byggnaderna får inte vara mindre än tryckförlusten i abonnentens system:

N r = N under – N arr N tillbaka.

Således gör den piezometriska grafen det möjligt att säkerställa ett effektivt hydrauliskt läge för värmenätverket och välja pumputrustning.

Kontrollfrågor

1. Beskriv huvuduppgifterna för att välja tryckregimen för vattenuppvärmningsnät baserat på villkoren för tillförlitlig drift av värmeförsörjningssystemet.

2. Vilka är hydrodynamiska och statiska driftsätt för ett värmenät? Motivera villkoren för att bestämma den statiska nivåns position.

3. Presentera metodiken för att konstruera en piezometrisk graf.

4. Ange kraven för att bestämma positionen på den piezometriska grafen för tryckledningarna i värmenätets fram- och returledningar.

5. Baserat på vilka förhållanden är nivåerna av tillåtna maximala och lägsta piezometriska tryck för tillförsel- och returledningarna till värmeförsörjningssystemet inritade på den piezometriska grafen?

6. Vilken är den "neutrala" punkten på den piezometriska grafen och vilken anordning används för att reglera dess position vid ett värmekraftverk eller pannhus?

7. Hur bestäms arbetstrycket för nätverks- och påfyllningspumpar?

Uppgiften med hydraulisk beräkning inkluderar:

Bestämning av rörledningsdiameter;

Bestämning av tryckfall (tryck);

Bestämning av tryck (tryck) vid olika punkter i nätverket;

Länka alla nätverkspunkter i statiskt och dynamiskt läge för att säkerställa tillåtna tryck och erforderliga tryck i nätverket och abonnentsystemen.

Baserat på resultaten av hydrauliska beräkningar kan följande problem lösas.

Bestämning av kapitalkostnader, metall (rör) förbrukning och huvudvolymen av arbete med att lägga ett värmenät.

Bestämning av egenskaper hos cirkulations- och påfyllningspumpar.

Fastställande av driftförhållanden för värmenätet och val av abonnentanslutningsscheman.

Val av automatik för värmenät och abonnenter.

Utveckling av driftsätt.

Schema och konfigurationer av värmenätverk.

Värmenätverkets layout bestäms av värmekällornas placering i förhållande till förbrukningsområdet, typen av värmebelastning och typen av kylvätska.

Den specifika längden av ångnätverk per enhet av designvärmebelastning är liten, eftersom ångkonsumenter - vanligtvis industriella konsumenter - är belägna på kort avstånd från värmekällan.

En svårare uppgift är valet av ett system för vattenvärmenät på grund av dess stora längd och stora antal abonnenter. Vattenfordon är mindre hållbara än ångfordon på grund av större korrosion och är känsligare för olyckor på grund av vattnets höga densitet.

Fig.6.1. Enkellinjekommunikationsnät av ett tvårörs värmenät

Vattennäten är uppdelade i huvud- och distributionsnät. Kylvätskan tillförs genom huvudnäten från värmekällor till förbrukningsområden. Genom distributionsnät levereras vatten till GTP och MTP och till abonnenter. Abonnenter ansluter mycket sällan direkt till stamnät. Vid de punkter där distributionsnäten är anslutna till de huvudsakliga, installeras sektioneringskammare med ventiler. Sektionsventiler på huvudnäten installeras vanligtvis var 2-3 km. Tack vare installationen av sektionsventiler minskar vattenförlusterna vid fordonsolyckor. Distributions- och huvudfordon med en diameter på mindre än 700 mm görs vanligtvis återvändsgränd. I händelse av en nödsituation är ett avbrott i värmetillförseln till byggnader i upp till 24 timmar acceptabelt för större delen av landet. Om ett avbrott i värmetillförseln är oacceptabelt, är det nödvändigt att se till att värmesystemet dupliceras eller återgår.

Fig.6.2. Ringvärmenät från tre värmekraftverk Fig.6.3. Radiellt värmenät

Vid tillförsel av värme till stora städer från flera värmekraftverk är det lämpligt att se till att värmekraftverken förregnar varandra genom att ansluta deras elnät med sammankopplade anslutningar. I detta fall erhålls ett ringvärmenät med flera kraftkällor. Ett sådant system har högre tillförlitlighet och säkerställer överföring av redundanta vattenflöden i händelse av en olycka på någon del av nätverket. När diametrarna på nätet som sträcker sig från värmekällan är 700 mm eller mindre används vanligtvis ett radiellt värmenätsdiagram med en gradvis minskning av rördiametern när avståndet från källan ökar och den anslutna belastningen minskar. Detta nät är det billigaste, men vid en olycka stoppas värmeförsörjningen till abonnenterna.

Grundläggande beräkningsberoenden

Endimensionell stadig rörelse av en vätska i ett rör beskrivs av Bernoullis ekvation. , Var Z 1 , Z 2 – geometrisk höjd på röraxeln i sektionerna 1 och 2; w 1 och w 2 – vätskehastighet i sektionerna 1 och 2; sid 1 och sid 2 – vätsketryck på röraxeln i sektionerna 1 och 2; D sid– tryckfall i segment 1-2; g- tyngdacceleration. Bernoullis ekvation kan skrivas för tryck genom att dividera båda sidor med g.

Fig.6.1. Diagram över vätskerörelse i ett rör

Vätskehastigheten i rörledningar är låg, så den kinetiska energin i flödet kan försummas. Uttryck H=sid/r g kallas det piezometriska huvudet, och summan av höjden Z och det piezometriska huvudet kallas det totala huvudet.

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

Tryckfallet i ett rör är summan av linjära tryckförluster och tryckförluster på grund av lokala hydrauliska motstånd.

D sid= D sid l + D sid m. (6,2)

I pipelines D sid l = R l L, Var R l – specifikt tryckfall, dvs. tryckfall per längdenhet rör, bestämt av d'Arcy-formeln.

. (6.3)

Koefficient hydrauliskt motstånd l beror på vätskeflödesregimen och den absoluta ekvivalenta grovheten hos rörväggarna Till eh. Följande värden kan tas i beräkningar Till eh– i ångledningar Till eh=0,2 mm; i vattennät Till eh=0,5 mm; i kondensatrörledningar och varmvattenförsörjningssystem Till eh= 1 mm.

Med laminärt flöde av vätska i ett rör ( Re < 2300)

. (6.4)

I övergångsregionen 2300< Re < 4000

. (6.5)

På

. (6.6)

Vanligtvis i värmenät Re > Re etc, därför kan (6.3) reduceras till formen

, Var

. (6.7)

Tryckförlust vid lokala motstånd bestäms av formeln

. (6.8)

Värden på koefficienten för lokalt hydrauliskt motstånd x finns i referensböcker. Vid utförande av hydrauliska beräkningar är det möjligt att ta hänsyn till tryckförluster på grund av lokala motstånd över en ekvivalent längd.

.

Var då a= l ekv / l– andel av lokala tryckförluster.

Hydraulisk beräkningsprocedur

Under hydrauliska beräkningar specificeras vanligtvis kylvätskeflödet och det totala tryckfallet i området. Du måste hitta diametern på rörledningen. Beräkningen består av två steg - preliminär och verifiering.

Förskottsbetalning.

Ställs in av bråkdelen av lokala tryckfall a=0.3...0.6.

Utvärdera specifik tryckförlust

. Om tryckfallet i området är okänt sätts de av värdet R l < 20...30 Па/м.

Beräkna diametern på rörledningen från driftsförhållandena i turbulent regim För vattenvärmenät är densiteten lika med 975 kg/m 3.

Från (6.7) finner vi

, (6.9)

Var r– genomsnittlig densitet av vatten i ett givet område. Baserat på det hittade diametervärdet väljs ett rör med den närmaste inre diametern enligt GOST. När du väljer ett rör, ange antingen d på Och d, eller d n Och d.

2. Verifikationsberäkning.

För ändsektioner bör körläget kontrolleras. Om det visar sig att rörelseläget är övergående, måste du, om möjligt, minska rörets diameter. Om detta inte är möjligt måste beräkningar göras med hjälp av formler för övergångsregimer.

1. Värderingar förtydligas R l ;

2. Typerna av lokala motstånd och deras ekvivalenta längder specificeras. Ventiler installeras vid utloppet och inloppet av kollektorn, vid anslutningspunkterna för distributionsnäten till de viktigaste, grenar till konsumenten och hos konsumenterna. Om grenens längd är mindre än 25 m, är det tillåtet att installera ventilen endast hos konsumenten. Sektionsventiler installeras var 1 – 3:e km. Förutom ventiler är andra lokala motstånd möjliga - vändningar, förändringar i tvärsnitt, T-stycken, flödessammanslagning och förgrening, etc.

För att bestämma antalet temperaturkompensatorer delas sektionernas längder med det tillåtna avståndet mellan de fasta stöden. Resultatet avrundas till närmaste heltal. Om det finns svängar i området kan de användas för att självkompensera för temperaturförlängningar. I detta fall reduceras antalet kompensatorer med antalet varv.

Tryckförlusten i området bestäms. För slutna system Dsid uch =2 R l (l+ l eh ).

För öppna system baseras preliminära beräkningar på motsvarande flöde

Under verifieringsberäkningar beräknas specifika linjära tryckförluster separat för tillförsel- och returledningar för faktiska flödeshastigheter.

,

.

I slutet av den hydrauliska beräkningen konstrueras en piezometrisk graf.

Piezometrisk graf av ett värmenätverk

Den piezometriska grafen visar terrängen, höjden på bifogade byggnader och trycket i nätverket på en skala. Med hjälp av denna graf är det lätt att bestämma trycket och tillgängligt tryck var som helst i nätverket och abonnentsystemen.

Som det horisontella planet för tryckreferens tas nivå 1 - 1. Linje P1 - P4 är en graf över tryck i matningsledningen. Linje O1 – O4 – graf för returledningstryck. N o1 – totalt tryck på källans returkollektor; Nsn – nätverkspumpens tryck; Nst – fullt tryck på påfyllningspumpen, eller fullt statiskt tryck i värmenätet; Nk – totalt tryck i t.K vid utloppsröret för nätverkspumpen; DHt – tryckförlust i värmebehandlingsanläggningen; Нп1 – totalt tryck på matningsgrenröret, Нп1= Нк - DHт. Tillgängligt tilloppsvattentryck vid kraftvärmekollektorn N1=Np1-No1. Trycket vid valfri punkt i nätverket i betecknas som Нпi, Hoi är det totala trycket i fram- och returledningarna. Om den geodetiska höjden vid punkt i är Zi, är det piezometriska trycket vid denna punkt Нпi – Zi, Hoi – Zi i de främre respektive returledningarna. Det tillgängliga trycket vid punkt i är skillnaden mellan de piezometriska trycken i fram- och returledningarna – Нпi – Hoi. Det tillgängliga trycket i fordonet vid anslutningspunkten för abonnent D är H4 = Np4 – Ho4.

Fig.6.2. Schema (a) och piezometrisk kurva (b) för ett tvårörs värmenät

Det finns ett tryckfall i matningsledningen i avsnitt 1 - 4

. Det finns ett tryckfall i returledningen i avsnitt 1 - 4

. När huvudpumpen är i drift regleras trycket Hst för matarpumpen av tryckregulatorn till No1. När nätverkspumpen stannar etableras ett statiskt tryck Nst i nätverket, utvecklat av påfyllningspumpen. Vid hydraulisk beräkning av en ångledning kan ångledningens profil inte beaktas på grund av den låga ångdensiteten. Tryckförluster från abonnenter till exempel

beror på abonnentens anslutningsschema. Med hissblandning D N e= 10...15 m, med hissfri ingång – D nb e =2...5 m, i närvaro av ytvärmare D N n=5...10 m, med pumpblandning D N ns= 2…4 m.

Krav på tryckförhållanden i värmenätet:

vid någon punkt i systemet bör trycket inte överstiga det högsta tillåtna värdet. Rörledningarna i värmeförsörjningssystemet är designade för 16 ata, rörledningarna för lokala system är designade för ett tryck på 6-7 ata;

För att undvika luftläckor var som helst i systemet måste trycket vara minst 1,5 atm. Dessutom är detta tillstånd nödvändigt för att förhindra pumpkavitation;

vid någon punkt i systemet måste trycket inte vara lägre än mättnadstrycket vid en given temperatur för att undvika kokning av vatten;

6.5. Funktioner för hydraulisk beräkning av ångledningar.

Diametern på ångledningen beräknas utifrån antingen tillåten tryckförlust eller tillåten ånghastighet. Ångdensiteten i det beräknade området är förinställt.

Beräkning baserad på tillåten tryckförlust.

Utvärdera

, a= 0,3...0,6. Med hjälp av (6.9) beräknas rördiametern.

De ställs in av ånghastigheten i röret. Från ekvationen för ångflöde – G= wrF hitta diametern på röret.

Enligt GOST väljs ett rör med närmaste inre diameter. Specifika linjära förluster och typer av lokala resistanser specificeras och ekvivalenta längder beräknas. Trycket i slutet av rörledningen bestäms. Värmeförluster i dimensioneringsområdet beräknas utifrån normaliserade värmeförluster.

Fsvettas= q l l, Var q l– värmeförlust per längdenhet vid en given temperaturskillnad av ånga och miljö med hänsyn till värmeförluster på stöd, ventiler m.m. Om q l bestäms utan att ta hänsyn till värmeförluster på stöd, ventiler etc., då

Fsvettas= q l (tons – to)(1+ b), Var tons- genomsnittlig ångtemperatur på platsen, to– omgivningstemperatur, beroende på installationsmetod. För installation ovan jord to = tno, för underjordisk kanallös installation to = tgr(jordtemperatur på läggningsdjup), vid läggning i genomgående och halvgenomgående kanaler to=40...50 0 C. Vid läggning i icke framkomliga kanaler to= 5 0 C. Baserat på de hittade värmeförlusterna bestäms förändringen i ångens entalpi i sektionen och värdet på ångentalpin i slutet av sektionen.

Diuch= Fsvettas/ D, iTill= in - Diuch .

Baserat på de hittade värdena för ångtryck och entalpi i början och slutet av avsnittet, bestäms ett nytt värde på den genomsnittliga ångdensiteten rons = (rn + rTill)/2 . Om det nya densitetsvärdet skiljer sig från det tidigare angivna värdet med mer än 3 %, upprepas verifieringsberäkningen med förtydligande samtidigt och Rl.

Funktioner för beräkning av kondensatrörledningar

Vid beräkning av kondensatrörledningen är det nödvändigt att ta hänsyn till eventuell bildning av ånga när trycket sjunker under mättnadstrycket (sekundär ånga), ångkondensering på grund av värmeförluster och passerande ånga efter ångfällorna. Mängden passerande ånga bestäms av ångfällans egenskaper. Mängden kondenserad ånga bestäms av värmeförlust och förångningsvärme. Mängden sekundär ånga bestäms av medelparametrarna i designområdet.

Om kondensatet är nära mättnadstillståndet, bör beräkningen utföras som för en ångledning. Vid transport av underkylt kondensat görs beräkningen på samma sätt som för vattennät.

Nätverkstryckläge och val av abonnentinmatningsschema.

Statiskt tryck är det tryck som etableras efter att cirkulationspumparna stängts av. Nivån av statiskt tryck (tryck) måste anges på den piezometriska grafen. Värdet på detta tryck (tryck) ställs in baserat på tryckgränsen för värmeanordningar och bör inte överstiga 6 ati (60 m). Med en lugn terräng kan nivån av statiskt tryck vara densamma för alla konsumenter. Vid stora svängningar i terrängen kan det finnas två, men inte fler än tre, statiska nivåer.

Fig.6.3. Graf över statiska tryck i värmesystemet

Figur 6.3 visar en graf över statiska tryck och ett diagram över värmeförsörjningssystemet. Höjden på byggnaderna A, B och C är desamma och lika med 35 m. Om vi ​​drar en statisk trycklinje 5 meter ovanför byggnad C, kommer byggnaderna B och A att hamna i en tryckzon på 60 och 80 m. följande lösningar är möjliga.

Värmeinstallationer i byggnad A ansluts enligt en oberoende krets, och i byggnader B och C - enligt en beroende. I detta fall upprättas en gemensam statisk zon för alla byggnader. Varmvattenberedare kommer att ha ett tryck på 80 m, vilket är acceptabelt ur hållfasthetssynpunkt. Statisk tryckledning – S - S.

Värmeinstallationerna i byggnad C är anslutna enligt ett oberoende schema. I det här fallet kan det totala statiska huvudet väljas enligt hållfasthetsförhållandena för installationerna av byggnaderna A och B - 60 m. Denna nivå indikeras av linjen M - M.

Värmeinstallationerna för alla byggnader är anslutna enligt ett beroende schema, men värmeförsörjningszonen är uppdelad i två delar - en på M-M-nivå för byggnad A och B, den andra på S-S-nivå för byggnad C. För detta, en backventilen 7 är installerad i en direkt linje mellan byggnadernas B- och C-ledningar och påfyllningspumpen i den övre zonen 8 och tryckregulatorn 10 på returledningen. Upprätthållandet av det givna statiska trycket i zon C utförs av matarpumpen i den övre zonen 8 och matningsregulatorn 9. Upprätthållandet av det givna statiska trycket i den nedre zonen utförs av pump 2 och regulator 6.

I nätverkets hydrodynamiska driftsätt måste ovanstående krav också uppfyllas var som helst i nätverket vid vilken vattentemperatur som helst.

Fig.6.4. Rita en graf över hydrodynamiska tryck i ett värmeförsörjningssystem

Konstruktion av linjer med maximalt och minimalt piezometriskt tryck.

Linjerna för tillåtna tryck följer terrängen, eftersom Det accepteras att rörledningar läggs i enlighet med terrängen. Referensen är från röraxeln. Om utrustningen har betydande dimensioner i höjden, räknas minimitrycket från topppunkten och maximum från botten.

1.1. Pmax-ledning – linje med maximalt tillåtna tryck i matningsledningen.

För toppvattenpannor räknas det högsta tillåtna trycket från pannans bottenpunkt (det antas att det är på marknivå), och det lägsta tillåtna trycket mäts från det övre panngrenröret. Det tillåtna trycket för varmvattenpannor av stål är 2,5 MPa. Med hänsyn till förluster antas att Hmax = 220 m vid pannans utlopp.. Maximalt tillåtet tryck i matningsledningen begränsas av rörledningens styrka (рmax = 1,6 MPa). Därför, vid ingången till matningsledningen Hmax = 160 m.

Omax linje – linje med maximalt tillåtna tryck i returledningen.

Enligt hållfasthetsförhållandena för vattenvärmare bör det maximala trycket inte vara högre än 1,2 MPa. Därför är det maximala tryckvärdet 140 m. Tryckvärdet för värmeinstallationer får inte överstiga 60 m.

Det minsta tillåtna piezometriska trycket bestäms av koktemperaturen, som överstiger designtemperaturen vid pannans utlopp med 30 0 C.

Pmin-linje – linje med minsta tillåtna tryck i en rät linje

Det minsta tillåtna trycket vid pannans utlopp bestäms från tillståndet för icke-kokande vid topppunkten - för en temperatur på 180 0 C. Det är inställt på 107 m. Från tillståndet för icke-kokande vatten vid en temperatur på 150 0 C bör minimitrycket vara 40 m.

1.4. Omin line – linje med minsta tillåtna tryck i returledningen. Baserat på villkoret för otillåtlighet av luftläckor och kavitation av pumpar, antogs ett minimitryck på 5 m.

Under inga omständigheter får de faktiska tryckledningarna i fram- och returledningarna överskrida gränserna för max- och minimitryckledningarna.

Den piezometriska grafen ger en komplett bild av driftstrycken i statiskt och hydrodynamiskt läge. I enlighet med denna information väljs en eller annan metod för att ansluta abonnenter.

Fig.6.5. Piezometrisk graf

Byggnad 1. Det tillgängliga trycket är mer än 15 m, det piezometriska trycket är mindre än 60 m. Värmeinstallationen kan anslutas i en beroende krets med hissenheten.

Byggnad 2. I det här fallet kan du också använda ett beroende schema, men sedan trycket i returledningen är mindre än byggnadens höjd vid anslutningspunkten, du måste installera en tryckregulator "uppströms". Tryckfallet över regulatorn måste vara större än skillnaden mellan installationshöjden och det piezometriska trycket i returledningen.

Byggnad 3. Det statiska trycket på denna plats är mer än 60 m. Det är bäst att använda ett oberoende system.

Byggnad 4. Det tillgängliga trycket på denna plats är mindre än 10 m. Därför kommer hissen inte att fungera. En pump måste installeras. Dess tryck måste vara lika med tryckförlusten i systemet.

Byggnad 5. Det är nödvändigt att använda ett oberoende schema - det statiska trycket på denna plats är mer än 60 m.

6.8. Hydrauliskt läge för värmenätverk

Tryckförlusten i nätet är proportionell mot kvadraten på flödeshastigheten

. Med hjälp av formeln för att beräkna tryckförlust finner vi S.

.

Nättrycksförluster definieras som

, Var

.

Vid bestämning av motståndet för hela nätverket gäller följande regler.

1. Vid seriekoppling av nätverkselement summeras deras motstånd S.

S S=S si.

Vid parallellkoppling av nätverkselement summeras deras ledningsförmåga.

.

.

En av uppgifterna för den hydrauliska beräkningen av ett fordon är att bestämma vattenflödet för varje abonnent och i nätet som helhet. Vanligtvis känt: nätverksdiagram, motstånd hos sektioner och abonnenter, tillgängligt tryck vid kollektorn i ett värmekraftverk eller pannhus.

Ris. 6.6. Värmenätsdiagram

Låt oss beteckna S jag – S V - motståndet hos delar av motorvägen; S 1 – S 5 – abonnentmotstånd tillsammans med grenar; V– totalt vattenflöde i nätet, m 3 /s; Vm– vattenflöde genom abonnentanläggningen m; Sjag-5 – motstånd för nätverkselement från sektion I till gren 5; Sjag-5 =S I+ S 1-5, var S 1-5 – totalt motstånd för abonnenter 1-5 med motsvarande grenar.

Vi finner vattenflödet genom installation 1 från ekvationen

, härifrån

.

För abonnentinstallation 2

. Kostnadsskillnad

finner vi från ekvationen

, Var

. Härifrån

.

För inställning 3 får vi

- värmenätets motstånd med alla grenar från abonnent 3 till och med den sista abonnenten 5;

,

- resistans i sektion III av huvudledningen.

För vissa m konsumenten från n relativa vattenflödet hittas av formeln

. Med denna formel kan du hitta vattenflödet genom vilken abonnentinstallation som helst om det totala flödet i nätverket och motståndet för nätverkssektioner är känt.

Det relativa vattenflödet genom en abonnentanläggning beror på motståndet i nätet och abonnentanläggningarna och beror inte på vattenflödets absoluta värde.

Om ansluten till nätverket n abonnenter, sedan förhållandet mellan vattenförbrukning genom installationer d Och m, Var d < m, beror endast på systemets motstånd, med början från noden d till slutet av nätverket, och beror inte på nätverksmotståndet till noden d.

Om motståndet ändras i någon sektion av nätverket, kommer vattenförbrukningen att ändras proportionellt för alla abonnenter som befinner sig mellan denna sektion och nätverkets slutpunkt. I denna del av nätverket räcker det att bestämma graden av förändring i förbrukningen för endast en abonnent. När motståndet hos något nätverkselement ändras kommer flödeshastigheten både i nätverket och för alla konsumenter att förändras, vilket leder till feljustering. Felinriktningar i nätverket är motsvarande och proportionella. Med en motsvarande feljustering sammanfaller tecknet på kostnadsförändringen. Med proportionell avreglering sammanfaller graden av förändring i flödeshastigheter.

Ris. 6.7. Förändring i nättrycket när en av konsumenterna kopplas bort

Om abonnent X kopplas bort från värmenätet ökar nätets totala motstånd (parallellkoppling). Vattenförbrukningen i nätet kommer att minska, tryckförlusterna mellan stationen och abonnent X minskar. Därför blir tryckgrafen (prickad linje) rakare. Det tillgängliga trycket vid punkt X kommer att öka, så flödet i nätet från abonnent X till nätets slutpunkt kommer att öka. För alla abonnenter från punkt X till slutpunkt kommer graden av förändring i flödeshastigheten att vara densamma - proportionell avreglering.

För abonnenter mellan stationen och punkt X blir graden av förändring i förbrukningen olika. Minsta grad av förändring i förbrukning kommer att vara för den första abonnenten direkt på stationen - f=1. När du flyttar bort från stationen f > 1 och ökar. Om det tillgängliga trycket på stationen ändras, kommer den totala vattenförbrukningen i nätet, liksom vattenförbrukningen för alla abonnenter, att ändras i proportion till kvadratroten av det tillgängliga trycket på stationen.

6.9. Nätverksmotstånd.

Total nätverksledningsförmåga

, härifrån

.

Liknande

Och

. Nätverksresistansen beräknas från den mest avlägsna abonnenten.

Slå på pumpstationer.

Pumpstationer kan installeras på tillförsel-, returledningar,

samt på bygeln mellan dem. Byggandet av transformatorstationer orsakas av ogynnsam terräng, lång överföringsräckvidd, behov av att öka överföringskapaciteten m.m.

A). Installation av pumpen på matnings- eller returledningar.

Fig.6.8. Installation av pumpen på ett flöde eller sekventiell ledning (sekventiell drift)

Vid installation av en pumpstation (PS) på tillförsel- eller returledningar minskar vattenförbrukningen för konsumenter som ligger mellan stationen och PP, och för konsumenter efter PP ökar de. I beräkningarna beaktas pumpen som visst hydrauliskt motstånd. Beräkningen av nätverkets hydrauliska läge med OP utförs med metoden för successiva approximationer.

Ställs in av ett negativt värde på pumpens hydrauliska motstånd

(*)

Beräkna motstånd i nätet, vattenförbrukning i nätet och hos konsumenter

Vattenflödet och pumptrycket och dess motstånd anges med (*).

Fig.6.10. Sammanfattande egenskaper för serie- och parallellkopplade pumpar

När pumpar är parallellkopplade erhålls den totala karakteristiken genom att summera egenskapernas abskiss. När pumparna slås på i serie erhålls den totala karakteristiken genom att summera karakteristikernas ordinata. Graden av förändring i tillförseln när pumpar är parallellkopplade beror på typen av nätkarakteristik. Ju lägre nätverksresistans, desto effektivare är parallellkopplingen och vice versa.

Fig.6.11. Parallellkoppling av pumpar

När pumpar startas i serie är den totala vattentillförseln alltid större än vattentillförseln för varje pump individuellt. Ju högre nätverksresistans, desto effektivare är sekventiell aktivering av pumpar.

b). Installation av pumpen på bygeln mellan fram- och returledningarna.

När pumpen installeras på en bygel är temperaturförhållandena före och efter oljepumpen inte desamma.

För att konstruera de totala egenskaperna för två pumpar överförs egenskaperna för pump A först till nod 2, där pump B är installerad (se fig. 6.12). I den givna karakteristiken för pump A2 - 2 är trycken vid valfri flödeshastighet lika med skillnaden mellan det faktiska trycket för denna pump och tryckförlusten i nätverk C för samma flödeshastighet.

. Efter att ha fört egenskaperna hos pumparna A och B till samma gemensamma enhet, läggs de till enligt regeln för att lägga till pumpar som arbetar parallellt. När en pump B är i drift är trycket i nod 2 lika med

, vatten konsumption . Vid anslutning av den andra pumpen A ökar trycket i nod 2 till



, och den totala vattenförbrukningen ökar till V> . Direktflödet för pump B reduceras dock till

.

Fig.6.12. Konstruktion av de hydrauliska egenskaperna hos ett system med två pumpar i olika enheter

Nätverksdrift med två nätaggregat

Om fordonet drivs av flera värmekällor, visas mötespunkter för vattenflöden från olika källor i huvudledningarna. Placeringen av dessa punkter beror på fordonets motstånd, fördelningen av lasten längs huvudlinjen och det tillgängliga trycket på värmekraftverkets kollektorer. Det totala vattenflödet i sådana nät anges vanligtvis.

Fig.6.13. Diagram över ett fordon som drivs från två källor

Vattendelaren är placerad enligt följande. De bestäms av godtyckliga värden på vattenflödet i sektioner av huvudledningen baserat på Kirchhoffs första lag. Tryckresterna bestäms utifrån Kirchhoffs 2:a lag. Om, med en förvald flödesfördelning, vattendelaren väljs i t.K, kommer den andra Kirchhoff-ekvationen att skrivas i formen

,

.

Enligt Kirchhoffs 2:a lag bestäms tryckförlustskillnaden Dsid. För att göra tryckfelanpassningen lika med noll måste du införa en flödeskorrigering i beräkningen - länkflödet. För att göra detta antas det i ekvationen Dsid=0 och istället V införa V+ dV eller V- dV. Vi får

. Skylt Dsid lika med tecknet dV. Därefter förtydligas flödesfördelningen i nätsektioner. För att hitta vattendelaren kontrolleras två intilliggande konsumenter.

Fig.6.14. Fastställande av läget för vattendelare

A). Vattendelaren är mellan konsumenterna m Och m+1 . I detta fall

. Här

- tryckfall vid förbrukaren m när den drivs från station A.

- tryckfall vid förbrukaren m+1 när den drivs från station B.

Låt vattendelaren vara mellan konsument 1 och 2. Sedan

;

. Om dessa två tryckfall är lika, så är vattendelaren mellan konsument 1 och 2. Om inte, kontrolleras nästa par konsumenter osv. Om likvärdighet mellan tillgängliga tryck inte hittas för något par av konsumenter, betyder detta att vattendelaren ligger vid en av konsumenterna.

b). Vattendelaren ligger hos konsumenten m, vilken

,

.

(*)

Beräkningen utförs i följande ordning.

,

.

Ring nätverk.

Ett ringnät kan betraktas som ett nätverk med två kraftkällor med lika tryck på nätverkspumparna. Placeringen av vattendelare i fram- och returledningarna sammanfaller om motstånden för fram- och returledningarna är desamma och det inte finns några boosterpumpar. I annat fall måste placeringen av vattendelare i fram- och returledningar bestämmas separat. Installation av en boosterpump leder till en förskjutning av vattendelaren endast i den linje som den är installerad på.

Fig.6.15. Graf över trycket i ett ringnätverk

I detta fall NA= NI.

Anslutning av pumpstationer i ett nätverk med två kraftkällor

För att stabilisera tryckregimen i närvaro av en boosterpump vid en av stationerna, hålls trycket vid inloppsgrenröret konstant. Denna station kallas fast, andra stationer kallas gratis. Vid installation av en boosterpump ändras trycket i inloppsgrenröret till en ledig station med mängden

.

Hydrauliskt läge för öppna värmesystem

Huvuddraget i det hydrauliska läget för öppna värmeförsörjningssystem är att i närvaro av vattenintag är vattenflödet i returledningen mindre än i tillförseln. I praktiken är denna skillnad lika med vattenuttag.

Fig.6.18. Piezometrisk graf av ett öppet system

Den piezometriska grafen för matningsledningen förblir konstant under varje vattenuttag från returledningen, eftersom flödet i matningsledningen hålls konstant med hjälp av flödesregulatorer vid abonnentens ingångar. Med en ökning av vattenuttaget minskar flödet i returledningen och returledningens piezometriska graf blir plattare. När vattenuttaget är lika med flödet i tilloppsledningen är flödet i returledningen noll och returledningens piezometriska graf blir horisontell. Med samma diametrar på fram- och backlinjerna och frånvaron av vattenuttag, är tryckgraferna i fram- och backlinjerna symmetriska. I avsaknad av vattenförsörjning för varmvattenförsörjning är vattenförbrukningen lika med den beräknade värmeförbrukningen - V o – i fram- och returledningar. När man drar vatten helt från den direkta ledningen är vattenflödet i returledningen lika med värmeflödet, och i matningsledningen - summan av värme- och varmvattenkostnaderna. Detta minskar det tillgängliga trycket på värmesystemet och vattenförbrukningen Vo mindre än beräknat. När man drar vatten endast från returledningen är det tillgängliga trycket på värmesystemet högre än det beräknade. Tryckförlusten består av tryckförlusten i framledning, värmesystem och returledning.

När det inte finns någon varmvattenbelastning

Om det finns vattenförsörjning för varmvattenförsörjning

Dela med (*). Låt oss beteckna

;

;

;

.

Från ekvation (***) kan vi hitta f.

När tappvarmvatten tas från framledningen sjunker flödet genom värmesystemet. När man analyserar från returlinjen ökar den. På b=0,4 vattenflöde genom värmesystemet är lika med det beräknade.

Graden av förändring i vattenflödet genom värmesystemet –

1. Graden av förändring i vattenflödet genom värmesystemet är större ju lägre systemmotståndet är.

En ökning av vattenuttaget för varmvatten kan leda till en situation där allt vatten efter värmesystemet går till varmvattenkranen. I detta fall kommer vattenflödet i returledningen att vara noll.

. Från (***):

, var

(****)

Låt oss ersätta (****) med (***) och hitta .

.

På

VV-vattnet börjar rinna från returledningen och efter värmesystemet. I det här fallet sjunker trycket i värmesystemet och vid ett visst värde på varmvattenbelastningen blir övertrycket lika med 0. I det här fallet kommer inget vatten att strömma in i värmesystemet, och vatten kommer att strömma till varmvattnet från matnings- och returledningarna. Detta är ett kritiskt läge för värmesystemet - f=0. Från (***):

. Tecknet "-" betyder att rörelseriktningen i returlinjen har ändrats till motsatt. Härifrån hittar vi

.

Lägesutjämningsvillkor -

. För att stötta V o på konstruktionsnivå är det tillrådligt att arbeta med variabelt tryck av nätverkspumpar vid stationen.

100 kb.25.09.2007 05:41

Cons_7.doc

7. Hydrauliskt läge för värmenätverk

7.1. Hydrauliska egenskaper hos systemet

Systemets hydrauliska läge bestäms av skärningspunkten mellan pumpens och nätverkets hydrauliska egenskaper (se fig. 7.1). Här är 1 pumpkarakteristiken;

Tryckförlusten i nätverket är proportionell mot kvadraten på flödeshastigheten -

. Med hjälp av formeln för att beräkna tryckförlust finner vi S.

.

Nättrycksförluster definieras som

, Var

. När kylvätsketemperaturen ändras ändras nätverksmotståndet i proportion till förändringen i densitet -

. När rotationshastigheten för en centrifugalpump ändras ändras även dess egenskaper (se fig. 7.2). Volym

Ris. 7.2. Hydrauliskt läge för systemet vid olika pumphastigheter

pumpflöde och dess tryck beroende på rotationshastigheten bestäms som I fart . Med nätverksmotstånd vid punkt A ; . Vid ändring av rotationshastigheten från till på V=0 och vid punkt B

;

.

Ofta arbetar flera pumpar tillsammans på en station. Deras övergripande egenskaper beror på metoden för deras inkludering (se fig. 7.3). Om pumparna är parallellkopplade, så konstrueras den totala karakteristiken genom att summera flödeshastigheterna vid konstant tryck (fig. 7.3a). När pumparna slås på i serie erhålls den totala karakteristiken genom att addera trycken vid samma flödeshastigheter (Fig. 7.3b).

Fig.7.3. Konstruktion av pumparnas totala egenskaper

a) parallellkoppling; b) sekventiell anslutning

I fig. 7.3a AB– egenskaper hos pump 1, AC– egenskaper hos pump 2 . AD– deras sammanfattande egenskaper. Varje abskissa i kurvan AD lika med summan av kurvornas abskiss AB Och AC, ad=ab ac. Ungefär för en grupp m parallellkopplade pumpar

, Var

– tryck från en grupp pumpar;

– villkorligt internt motstånd hos en grupp pumpar;

– total förbrukning.

I fig. 7.3b AB– egenskaper hos pump 1, CD– egenskaper hos pump 2, KL– total karakteristik för pump 1 och 2. I detta fall al=ab ac. Ungefär för en grupp n seriekopplade pumpar

.

Ju lägre nätverksresistans, desto effektivare är parallellkopplingen av pumpar, dvs desto större flödeshastighet. När pumpar slås på i serie, ju högre nätverksresistans, desto effektivare är omkopplingen. Figur 7.4 visar sammanfattande egenskaper för två identiska pumpar kopplade parallellt.

Ris. 7.4. Förändring av vattenflödet i nätverket när pumpar slås på parallellt

Om nätverkskaraktäristiken har formen OK, när en pump är igång, tillförs flödeshastigheten , och när två pumpar är igång – flödet . Om nätverkskaraktäristiken har formen OL, då förblir vattenförbrukningen densamma vid drift av både en och två pumpar. Vid parallellkoppling av pumpar bör identiska pumpar väljas, och flödet för varje pump bör tas

lika med det totala flödet dividerat med antalet pumpar i drift.

Att bestämma nätverkets övergripande egenskaper kan göras grafiskt och analytiskt. Vid bestämning av motståndet för hela nätverket gäller följande regler.

1. Vid seriekoppling av nätverkselement summeras deras motstånd - S S=S s i .

2. Vid parallellkoppling av nätverkselement summeras deras ledningsförmåga.

.

.

Fig.7.5. Konstruktion av de hydrauliska egenskaperna hos ett system med pumpar som ingår i olika enheter; a – schematiskt diagram; b – föra egenskaperna hos pump A till nod 2-2; c) bestämning av vattenflöden och tryck under parallelldrift av pumpar

Visat i fig. 7.3, metoden för att konstruera den sammanfattande egenskapen är giltig när pumparna är placerade i en enhet. Om parallellt arbetande pumpar är placerade i olika noder i systemet, är det för att konstruera deras sammanfattande egenskaper nödvändigt att reducera pumparnas egenskaper till en gemensam nod (se fig. 7.5). Från pumpen A nätverksvatten MED når konsumenten P. Pumpens föregenskaper A från nod 1-1 leder till nod 2-2 där pumpen är installerad B. På de givna pumpegenskaperna d.v.s. pump A i nod 2–2 är trycket lika med trycket för denna pump i nod 1–1 (karakteristiskt ) minus tryckförlust i nätet MED. Efter reduktion till en nod, summeras pumparnas egenskaper som om de var parallellkopplade.

Som framgår av fig. 7,5v, när en pump är igång B trycket vid nod 2–2 är lika med

och vattenförbrukning . Vid anslutning av pumpen A trycket i nod 2–2 ökar till

Fig.7.6. Parallelldrift av två pumpar I och II på gemensamt system P

, och den totala flödeshastigheten ökar till . Dock direkt pumpleverans B samtidigt minskar det till . Figur 7.6 visar egenskaperna för pumparna I och II, deras totala karaktäristik I II och nätverkskarakteristiken P. När en pump I arbetar på nätet P är trycket lika med och konsumtion – . När en pump II är i drift finns tryck och flöde Och , respektive. När man arbetar samtidigt är trycket och flödet lika H Och V, respektive.

^

7.2. Hydrauliskt läge för slutna system

En av uppgifterna för den hydrauliska beräkningen av ett värmenät är att bestämma vattenflödet för varje abonnent och i nätet som helhet. Vanligtvis är nätverksdiagrammet, motståndet hos sektioner och abonnenter och det tillgängliga trycket vid kollektorn i ett värmekraftverk eller pannhus känt. Vid installation av autoregulatorer vid abonnentens ingångar är abonnenternas vattenförbrukning vanligtvis känd. I det här fallet, baserat på de kända kostnaderna för abonnenter, är det möjligt att bestämma vattenkostnaderna i alla delar av nätverket och konstruera en piezometrisk graf, från vilken man kan hitta trycken (trycken) vid nodpunkterna. I avsaknad av autoregulatorer är vattenförbrukningen för abonnenter okänd i förväg.

S I-5 = S jag S 1-5, var S 1-5 – totalt motstånd för abonnenter 1-5 med motsvarande grenar.

Vi finner vattenflödet genom installation 1 från ekvationen

, härifrån

.

För abonnentinstallation 2

. Kostnadsskillnad

finner vi från ekvationen

, Var

. Härifrån

.

För inställning 3 får vi

,

Var

– värmenätets motstånd med alla grenar från abonnent 3 till och med sista abonnent 5;

,

- resistans i sektion III av huvudledningen.

För vissa m konsumenten från n relativa vattenflödet hittas av formeln

. (7.1)

Med denna formel kan du hitta vattenflödet genom vilken abonnentinstallation som helst om det totala flödet i nätverket och motståndet för nätverkssektioner är känt. Från (7.1) följer:

1. Det relativa vattenflödet genom en abonnentanläggning beror på motståndet i nätet och abonnentanläggningarna och beror inte på vattenflödets absoluta värde.

2. Om ansluten till nätverket n abonnenter, sedan förhållandet mellan vattenförbrukning genom installationer d Och m, Var d < m, beror endast på systemets motstånd, med början från noden d till slutet av nätverket, och beror inte på nätverksmotståndet till noden d.

Om pumpstationer fungerar i nätverket, beaktas pumpen som ett negativt motstånd

, Var

– tryck och flödeshastighet för pumpstationen. Den totala vattenförbrukningen i nätverket bestäms av formeln

, Var N– tryck på värmekraftverkets kollektorer, och

– värmenätets totala motstånd.

Om motståndet ändras i någon sektion av nätverket, kommer vattenförbrukningen att ändras proportionellt för alla abonnenter som befinner sig mellan denna sektion och nätverkets slutpunkt. I denna del av nätverket räcker det att bestämma graden av förändring i förbrukningen för endast en abonnent. När motståndet hos något nätverkselement ändras kommer flödeshastigheten både i nätverket och för alla konsumenter att förändras, vilket leder till feljustering. Felinriktningar i nätverket är motsvarande och proportionella. Med en motsvarande feljustering sammanfaller tecknet på kostnadsförändringen. Med proportionell avreglering sammanfaller graden av förändring i flödeshastigheter.

Om abonnent X kopplas bort från värmenätet ökar nätets totala motstånd (parallellkoppling). Vattenförbrukningen i nätet kommer att minska, tryckförlusterna mellan stationen och abonnent X minskar. Därför tryckgrafen

Ris. 7.8. Förändring i nättrycket när en av konsumenterna kopplas bort

(streckad linje i fig. 7.8) kommer att gå bättre. Det tillgängliga trycket vid punkt X kommer att öka, så flödet i nätet från abonnent X till nätets slutpunkt kommer att öka. För alla abonnenter från punkt X till slutpunkt kommer graden av förändring i flödeshastigheten att vara densamma - proportionell avreglering. , Var – vattenförbrukning före och efter frånkoppling av abonnent X. För abonnenter mellan stationen och stationen

X graden av förändring i flödeshastigheten kommer att vara annorlunda. Minsta grad av förändring i förbrukning kommer att vara för den första abonnenten direkt på stationen - f =1. När du går bort från station f > 1 och ökar. Om stationen är tillgänglig
^

7.3. Hydraulisk stabilitet

Ett systems hydrauliska stabilitet hänvisar till dess förmåga att upprätthålla en given hydraulisk regim. I icke-automatiserade värmeförsörjningssystem kan inverkan av variabelt driftläge avsevärt försvagas genom att öka hydraulisk stabilitet.

Kvantitativt kännetecknas hydraulisk stabilitet av den hydrauliska stabilitetskoefficienten

,

Var

beräknad respektive maximal möjlig vattenförbrukning i abonnentanläggningen. Ungefär när systemet arbetar i kvadratiska området

,

Var

– tillgängligt tryck på stationen respektive tryckförlust i värmenätet;

– tillgängligt tryck på stationen. Ju lägre tryckförlusten är i värmenätet och ju större tryckförlusten är vid abonnentens ingång, desto större blir abonnentsystemets hydrauliska stabilitet.

Stabiliteten hos systemets hydrauliska läge beror inte bara på dess initiala justering, utan också på vattenflödet för enskilda grupper av abonnenter. Det är tillrådligt att utjämna värmebelastningen för abonnenter som använder värmeackumulatorer, samt begränsa möjliga tryckförändringar i värmenätet inom de erforderliga gränserna. För att göra detta, på en eller flera punkter i nätverket, ändras trycket artificiellt enligt en given lag, beroende på vattenflödet. Dessa punkter kallas reglerade tryckpunkter. Om trycket vid dessa punkter hålls konstant i statiska och dynamiska lägen, kallas sådana punkter neutrala. Neutralpunkten placeras vanligtvis på bygeln mellan stationssamlarna.

I fig. 7.10, A Ett diagram över sminkanordningen visas. Regulatorerna styrs från neutralpunkten O. Öppningsgraden för ventilerna 2 och 3 ställs in av membranventiler. När läckaget från systemet ökar sjunker trycket och ventilens 2 membrandrivning öppnar den, vilket ökar tillförseln till nätet med pump 1. När trycket ökar stänger membranventilen och minskar tillförseln. Om ventil 2 är helt stängd och trycket stiger, öppnas avtappningsventil 3, varvid en del av vattnet töms ner i tanken.

I fig. 7.10, b en piezometrisk graf över systemet presenteras. Här ABCD Och AKLD– Piezometriska diagram över huvudvärmenätet; AOD– Piezometrisk graf över bygeln; HANDLA OM– neutral punkt på bygeln.
^

7.4. Nätverksmotstånd

Total nätverksledningsförmåga

,

.

Liknande

;

.

Nätverksresistansen beräknas från den mest avlägsna abonnenten.
^

7.5. Hydrauliskt läge för nätverket med pumpning och strypning

transformatorstationer

Pumpstationer (PS) kan installeras på tillförsel- och returledningarna, såväl som på bygeln mellan dem. Byggandet av transformatorstationer orsakas av ogynnsam terräng, lång överföringsräckvidd, behovet av att öka genomströmningen av huvudledningen etc. I fig. 7.11 hittills-

På så sätt är det möjligt att öka vattenförbrukningen för abonnenterna. Transformatorstationens blandningspumpar arbetar parallellt med pumpenhet CHP, så att slå på NP-pumparna leder till en ökning av det hydrauliska motståndet

flöde av vatten som kommer från nätet. Som ett resultat minskar vattenförbrukningen från värmenätet och tillgängliga tryck i NP-kopplingsnoderna ökar. Ju högre tryck NP-pumparna har, desto mer vatten flödar från dem till abonnentinstallationer och desto mindre vatten kommer från värmenätet.

Figur 7.13 visar ett diagram över ett värmenät med en strypstation och dess piezometriska graf. Om området har en komplex terräng med stor höjdskillnad (40 m i exemplet), är det med ett beroende anslutningsschema nödvändigt att installera olika hydrostatiska huvuden för abonnenter på olika geodetiska höjder. I statiskt läge fylls vattenläckage från den övre zonen på

Ris. 7.13. Schema för ett tvårörs värmenät med två statiska zoner (A) och dess piezometriska graf ( b). 1–retur slutare; 2–pumpar vid värmekraftverk; 3–tryckregulator "mot dig"; 4-matarpump; 5–sminkregulator för övre zon

Fig.7.14. Schema för ett tvårörsvärmenät med en OP på returledningen och dess piezometriska graf; A-schema; före Kristus– Piezometriska grafer för automatisk och icke-automatiserad inmatning; 1 – backventil på NP; 2–returport på returledningen; 3-NP; 4–pump vid värmekraftverket

påfyllningspump 4 med vatten från den nedre zonen. I dynamiskt läge är ventil 1 öppen, regulator 5 bibehåller det specificerade trycket på grund av strypning H i slutet av den övre zonen.

I fig. Figur 7.14 visar ett diagram över ett tvårörs värmenät med OP på returledningen. NP minskar trycket i returledningen för grupp II-abonnenter i ändsektionerna av nätet. När pumparna vid pumpen är avstängda passerar vatten genom returledningen mellan punkterna 5 och 6 genom grind 2, förbi pumparna. När pumparna 3 sätts på uppstår en tryckskillnad mellan punkterna 5 och 6 lika med tryckskillnaden mellan pumparna. Grind 2 stängs, hela vattenflödet passerar från punkt 5 till 6. Om det finns flödesregulatorer vid abonnentens ingångar, orsakar påslagning av NP ingen förändring av vattenflödet i värmenätet.

Om det inte finns några flödesregulatorer vid abonnentens ingångar, inträffar feljustering när NP slås på. Vattenförbrukningen för konsumenter som ligger mellan stationen och NP minskar, medan den för konsumenter efter NP ökar. I beräkningarna beaktas pumpen som visst hydrauliskt motstånd.

Beräkningen av det hydrauliska läget för ett nätverk med en OP utförs med metoden för successiva approximationer, eftersom OP:s hydrauliska motstånd är okänd i förväg. De är förinställda av vattenflödet genom NP, bestämmer det (negativa) värdet på NP:s hydrauliska motstånd, bestämmer nätverkets totala motstånd och vattenflödet i enskilda områden. Justera vid behov vattenflödet genom NP.
^

7.6. Beräkning av vattenflödesfördelning i ringvärmenät

Värmenät Stora städer representeras ofta av flerringssystem. Beräkningen av sådana nätverk baseras på Kirchhoffs ekvationer.

Om nätverket är utrustat med automatiska regulatorer, består beräkningen av att bestämma vattenförbrukningen i enskilda områden vid givna motstånd och abonnenternas vattenförbrukning.

Om nätverket inte är utrustat med automatiska regulatorer, består beräkningen av att bestämma vattenflödet i systemet som helhet och fördela det i sektioner av ringnätet enligt ett givet tryck vid vattenförsörjningsnoden till ringnätet.

Låt oss överväga beräkningen av flödesfördelning i ett ringnät med flödesregulatorer. I fig. Figur 7.15 visar ett diagram över ett enringigt värmenät. Vattnet är

De specificeras av fördelningen av kostnader över områden som uppfyller Kirchhoffs första lag, till exempel:

Enligt Kirchhoffs andra lag bestäms avvikelsen mellan tryckförlust (tryck) i kretsen

Vi kommer att betrakta flödeshastigheten i en nod som positiv om den går in i noden och negativ om den lämnar noden. Förlusten av flödestrycket kommer att betraktas som positivt om flödet är riktat medurs i kretsen, och negativt om flödet riktas moturs.

I detta fall

betyder att , eller, vilket är detsamma, . Den piezometriska grafen som motsvarar detta fall visas i fig. 7.16 med en prickad linje. Det tillgängliga trycket i nod 3 i ett positivt flöde, (dvs rör sig medurs), är mindre än i samma nod när man rör sig moturs, dvs i ett negativt flöde –

. Så att de tillgängliga trycken

sammanföll, är det nödvändigt att minska vattenflödet i det positiva flödet med mängden

(länkande flöde), och i ett negativt flöde - öka med samma mängd.

Länkflödeshastigheten bestäms av ekvation (7.5).

Därför försummar villkoren som innehåller

, vi får

, (7.7)

Var .

alltid, därför tecknen och passa ihop. Efter att ha hittat klargör de kostnaderna i områdena och så vidare tills den erforderliga noggrannheten uppnås.

Om fordonet drivs av flera värmekällor, finns det i huvudledningarna mötespunkter för vattenflöden från olika källor– vattendelare. Placeringen av dessa punkter beror på fordonets motstånd, fördelningen av lasten längs huvudlinjen och det tillgängliga trycket på värmekraftverkets kollektorer. Det totala vattenflödet i sådana nät anges vanligtvis.

I fig. Figur 7.17 visar ett diagram och en piezometrisk graf över ett fordon som drivs från två stationer. Vattendelaren är placerad enligt följande.

Ris. 7.17. Schema (A) och piezometrisk graf (b) tvårörsfordon som drivs från två stationer; prickad linje - med preliminär fördelning av flöde; heldragen linje – efter att ha tagit hänsyn till bindningsflödet

De bestäms av vattenflöden i nätverkssektioner baserat på Kirchhoffs första lag. Låt oss ta flödeshastigheten från stationen ^A positivt, och från stationen I– negativ. Låt vattendelaren vara poängen TILL. Då i ett positivt flöde är det tillgängliga tryckfallet vid punkt K och i ett negativt flöde

Enligt Kirchhoffs 2:a lag bestäms avvikelsen i tryckfallet vid punkten TILL.

Var

. Kopplingsflödet bestäms av (7.7). Därefter förtydligas flödesfördelningen i nätsektioner.

Huvudringen TS kan betraktas som en TS som drivs från två källor med samma tillgängliga tryck på kollektorerna. Diagrammet för ett sådant nätverk visas i fig. 7.18.Värmetillförselriktning medurs

Ris. 7.18. Diagram över ett tvårörsringnätverk och dess piezometriska graf; A- Nätverks diagram; b– detaljerat diagram; V– Piezometrisk graf; S ungefär = S P; S handla om<S P;

vi kommer att räkna pilen från samlaren A, och moturs - från samlaren I. och  H=0. Metoden för att beräkna ett sådant fordon är densamma som för ett nätverk som drivs av två strömkällor. Om motstånden för matnings- och returledningarna inte är desamma, kan placeringen av vattendelare i dem vara annorlunda. I samtliga fall utförs beräkningen utifrån Kirchhoffs 1:a och 2:a lag. När pumpar installeras på någon sektion av huvudledningen, summeras deras tryck med trycket vid stationen i kylvätskans rörelseriktning. Vattenpunkt

sektionen förskjuts i samma riktning.
^

7.7. Hydrauliskt läge för öppna värmesystem

Huvuddraget i det hydrauliska läget för öppna värmeförsörjningssystem är att i närvaro av vattenintag är vattenflödet i returledningen mindre än i tillförseln. I praktiken är denna skillnad lika med vattenuttag. Den piezometriska grafen för matningsledningen förblir konstant under varje vattenuttag från returledningen, eftersom flödet i matningsledningen hålls konstant med hjälp av flödesregulatorer vid abonnentens ingångar. Med en ökning av vattenuttaget minskar flödet i returledningen och returledningens piezometriska graf blir plattare. När vattenuttaget är lika med flödet i tilloppsledningen är flödet i returledningen noll och returledningens piezometriska graf blir horisontell. Med samma diametrar på fram- och backlinjerna och frånvaron av vattenuttag, är tryckgraferna i fram- och backlinjerna symmetriska. I avsaknad av vattenförsörjning för varmvattenförsörjning är vattenförbrukningen lika med den beräknade värmeförbrukningen - V o– i fram- och returledningar. När man drar vatten helt från den direkta ledningen är vattenflödet i returledningen lika med värmeflödet, och i matningsledningen - summan av värme- och varmvattenkostnaderna. Detta minskar det tillgängliga trycket på värmesystemet och flödet

Fig.7.19. Piezometrisk graf av ett öppet system

vatten V o mindre än beräknat. När man drar vatten endast från returledningen är det tillgängliga trycket på värmesystemet högre än det beräknade. Tryckförlusten består av tryckförlusten i framledning, värmesystem och returledning.

När det inte finns någon varmvattenbelastning

Om det finns vattenförsörjning för varmvattenförsörjning

Dividera (7,10) med (7,9). Låt oss beteckna

;

;

;

.

Från ekvation (7.11) kan vi hitta .

1. När tappvarmvatten tas från tillförselledningen sjunker flödet genom värmesystemet. När man analyserar från returlinjen ökar den. På =0,4 vattenflöde genom värmesystemet är lika med det beräknade.

2. Graden av förändring i vattenflödet genom värmesystemet -

Graden av förändring i vattenflödet genom värmesystemet är större ju lägre systemmotståndet är. En ökning av vattenuttaget för varmvatten kan leda till en situation där allt vatten efter värmesystemet går till varmvattenkranen. I detta fall kommer vattenflödet i returledningen att vara noll.

Fig.6.22. Inverkan av graden av vattenflöde i värmesystemet på flödeshastigheten i returledningen

På

från (7.11) finner vi

, var

(7.12)

Genom att ersätta (7.12) med (7.11), finner vi

.

.

På

VV-vattnet börjar rinna från returledningen och efter värmesystemet. I det här fallet sjunker trycket i värmesystemet och vid ett visst värde på varmvattenbelastningen blir övertrycket lika med 0. I det här fallet kommer inget vatten att strömma in i värmesystemet, och vatten kommer att strömma till varmvattnet från matnings- och returledningarna. Detta är ett kritiskt läge för värmesystemet - f=0. Från (7.11)

. Tecknet ”–” betyder att rörelseriktningen i returlinjen har ändrats till motsatt. Härifrån hittar vi

.

Lägesutjämningsvillkor –

. För att stötta V o på konstruktionsnivå är det lämpligt att arbeta med variabelt tryck av nätverkspumpar vid stationen.