Проектирование централизованной системы теплоснабжения

 

Открытые системы теплоснабжения допускается применять при обеспечении  источника тепла исходной водой  подпитки тепловой сети из системы  хозяйственно – питьевого водопровода. Качество воды для подпитки водяных  тепловых сетей должно удовлетворять  требованиям норм. При мягкой природной  воде с карбонатной жесткостью Ж  _к ≤ 2 мг-экв/л рекомендуется, как правило, открытая система теплоснабжения; при средней жесткости ( Ж _к = 2÷4 мг-экв/л) возможен выбор как открытой, так и закрытой систем теплоснабжения; при жесткой воде (Ж_к =4÷7 мг-экв/л) рекомендуется, как правило, закрытая система; при сверхжесткой воде (Ж_к ≥ 7 мг-экв/л) по условиям качества ГВС закрытая система теплоснабжения не рекомендуется, так как вода из – за слабого омывания не удобна для бытового использования.

 

Основные преимущества открытых систем теплоснабжения;

1. возможность использования для ГВС низкопотенциального тепла;
2. упрощение и удешевление абонентских вводов (подстанций) и повышение долговечности местных установок ГВС.
3. Возможность использования для транзитного транспорта тепла однотрубной системы.

Для покрытия бытовой и  сантехнической тепловых нагрузок в  качестве теплоносителя используется вода с расчетной температурой сетевой  воды в подающем трубопроводе

 τ_1р =150 ^оС, а в обратном – τ_2р =70 ^оС. Исходя из того, что жесткость исходной воды      Ж = 0,68 ммоль/л, принимается открытая система теплоснабжения.

 

4. Выбор способа регулирования тепловой нагрузки.

Тепловая нагрузка абонентов  непостоянна. Она изменяется в зависимости  от метеоусловий, режима расхода воды на ГВС, режима работы технологического оборудования и других факторов. Для  обеспечения высоко качества теплоснабжения, а также экономичных режимов  выработки тепла на станции и  транспортировки его по тепловым сетям выбирается соответствующий  метод регулирования. В зависимости  от пункта осуществления регулирования  различают центральное, местное  и индивидуальное.

 

Центральное регулирование  ведётся по типовой тепловой нагрузке, характерной для большинства  абонентов района. Такой нагрузкой  может быть как один вид нагрузки, например отопление, так и два  разных вида при определённом их количественном соотношении, например отопление и  горячее водоснабжение при заданном отношении расчётных величин  этих нагрузок.

В системах теплоснабжения с преобладающей (более 65%) жилищно-коммунальной нагрузкой следует принимать  регулирование по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения. Она так же находит в последние  годы широкое применение, так как  при этом делается возможным удовлетворять  нагрузку горячего водоснабжения без  дополнительного увеличения или  с незначительным увеличением расчётного расхода воды в сети по сравнению  с расчётным расходом воды на отопление. Снижение расчётного расхода воды в  сети приводит к уменьшению сечения  трубопроводов тепловых сетей, а  следовательно, и начальных затрат на их сооружение.

При суммарном среднечасовом  расходе теплоты на ГВС более 15% от расчётного расхода теплоты  на отопление принимаем центральное  регулирование по суммарной нагрузке отопления и ГВС и строим повышенный температурный график.

 

Центральное качественное регулирование  по совмещенной нагрузке отопления  и ГВС.

Т. к. .

Строится повышенный температурный  график.

 

5. Расчет и построение повышенного температурного графика.

Расчетная температура сетевой  воды в подающей магистрали:   τ_1р= 150 ^оС,

в обратной магистрали: τ_2р= 70 ^оС,

в местном трубопроводе (после  элеватора): τ_3р= 95 ^оС.

Балансовый коэффициент  принимаем: α_б = 1,1.

Температура наружного воздуха  для проектирования системы отопления: t_нро = -26 ^оС.

Температура наружного воздуха  для проектирования системы вентиляции: t_нрв = -11^оС.

 

Температура сетевой воды в подающем трубопроводе:

 

Температура сетевой воды в обратном трубопроводе:

 

Температура сетевой воды в местном трубопроводе:

 

где

Относительный расход сетевой  воды на отопление:

 

 

 – балансовая нагрузка ГВС.

 ⁰С – температурный перепад в отопительной системе.

 – температурный  напор отопительного прибора.

 

 

 – температурный  перепад в тепловой сети.

 

 

 

tн	τ1	τ2	τ3	φ0		τ1п	τ2п	τ2v
	53	35	41	0,2273	0,656
+8	60	38	45	0,2784	0,724	67	36	28
tни= +5,75	60	38	45	0,2784	0,724	67	36	36
-2,2	84	47	58	0,4591	0,88	88	46	46
-7,9	100	53	68	0,5886	0,945	102	52	52
-11	109	56	72	0,6591	0,971	110	56	56
-26	150	70	95	1	1,049	147	71	24,5

 

Определим температуру обратной сетевой воды после калорифера τ_2v.

Для 1 температурной зоны (+8 ÷ +5,75)

 

 

25

 – температурный  напор в калорифере при выбранной  .

 – температурный  напор в калорифере при .

- определяется  по повышенному температурному  графику при выбранной . (.

- определяется  по повышенному температурному  графику при . (.

- определяется  по повышенному температурному  графику при . (.

 

 

 

 

Задаёмся   τ_2v = +28 при

Тогда

 

 

Принимаем  τ_2v = +28

 

Задаёмся   τ_2v = +31,7 при

Тогда

 

 

Принимаем  τ_2v = +31,7

 

Для 2 температурной зоны (+5,75 ÷ -11)

τ_2v = τ_2п

 

Для 3 температурной зоны (-11 ÷ -26)

 

 

 

- в подающей  магистрали при .

-  в обратной  магистрали при .

 при 

 

Задаёмся   τ_2v = 24,5 при

 

 

Принимаем  τ_2v = +24,5

Задаёмся   τ_2v = 38,5 при

 

 

Принимаем  τ_2v = +38,5

 

 

6. Построение  графиков расхода теплоносителя.

Расчетный расход на отопление:

 

1 зона: для

 

2 и 3 зоны:

 

 

Расчетный расход на вентиляцию:

 

- температуры  в подающей и обратной магистрале  при  ^оСи ниже.

1 зона: применяется местное количественное регулирование

 

- -//-при  ^оС

- по температурному  графику для 1 зоны.

 

2 зона: применяется качественное регулирование.

 

 

3 зона:  применяется количественное регулирование.

 

- при ^оС

 - по температурному графику для 3 зоны.

 

Расчетный расход на ГВС:

 

1 зона:

- расход сетевой  воды на ГВС в прямой магистрали.

- расход сетевой  воды на ГВС в обратной магистрали.

2 зона:

при ^оС

 

 

 

 

при ^оС

 

 

 

 

3 зона:

при 15,2^оС сетевая вода на ГВС вся пойдет из обратной магистрали.

 

 

 

Суммарный расход:

- в падающей  магистрали.

- в обратной  магистрали.

, оС	+8		0	-11	-26
	22,8	27,9	27,9	27,9	27,9
	1,1	1,5	1,5	1,5	0,94
	9	9	4,23	0,72	0
	0	0	4,77	8,28	9
	32,9	38,4	33,63	30,12	28,84
	23,9	29,4	24,63	21,12	19,84

 

 

 

7. Гидравлический расчет тепловой сети.

Целью расчёта является: определение диаметров трубопроводов, потери давления в любой точке  тепловой сети, суммарные потери, выбор  схемы присоединения, выбор насосов.

 

Определение расходов воды на каждого потребителя:

№уч
1	357486	0		1,07	0	1,07
2	305953	0		0,91	0	0,91
3	357178	0		1,07	0	1,07
4	388981	0		1,16	0	1,16
5	720528	0		2,15	0	2,15
6	283369	0		0,85	0	0,85
7	721693	0		2,15	0	2,15
8	279913	0		0,84	0	0,84
9	734834	0		2,19	0	2,19
10	280295	0		0,84	0	0,84
11	280295	0		0,84	0	0,84
12	741022	0		2,21	0	2,21
13	362403	0		1,08	0	1,08
14	360572	0		1,08	0	1,08
15	741022	0		2,21	0	2,21
16	271253	0		0,81	0	0,81
17	102366	19162,7		0,31	0,09	0,4
18	102366	19162,7		0,31	0,09	0,4
19	102366	19162,7		0,31	0,09	0,4
20	102366	19162,7		0,31	0,09	0,4
21	298273	15066		0,89	0,07	0,96
22	298273	15066		0,89	0,07	0,96
23	88258,8	56648,8		0,26	0,26	0,52
24	104575	70850		0,31	0,32	0,63
25	671300	0		2	0	2
26	68640	47850		0,2	0,22	0,42
27	133661	4806		0,4	0,02	0,42
28	88307,4	39897		0,26	0,18	0,44
	29,41

Перед выполнением гидравлического  расчета разрабатывают расчетную  схему тепловых сетей. На расчетной  схеме проставляют номера участков (сначала по главной магистрали, а потом по ответвлениям), расходы  теплоносителя в кг/с или т/ч, длины участков в метрах. За главную  магистраль принимается наиболее протяженная  и нагруженная ветвь сети от источника  теплоты (точки подключения) до наиболее удаленного потребителя. При неизвестном  располагаемом перепаде давления в  начале теплотрассы удельные линейные потери давления Rл следует принимать:

• на участках главной магистрали 20-40, но не более 80 Па/м;
• на ответвлениях - по располагаемому перепаду давления, но не более 300 Па/м.

Сначала выполняют расчет главной магистрали. По известным  расходам, ориентируясь на рекомендованные  величины удельных линейных потерь давления R_л, определяют диаметры трубопроводов d_н × S; фактические удельные линейные потери давления R_лф, а также скорость движения теплоносителя.

Условный проход труб, независимо от расчетного расхода теплоносителя  должен приниматься в тепловых сетях  не менее 32 мм.

Скорость движения воды не должна быть более 3,5 м/с. Определив  диаметры трубопроводов, находим  количество компенсаторов на участках  и  другие виды местных сопротивлений.

Затем определяют полные потери давления на участках главной магистрали и суммарные - по всей ее длине. Далее  выполняют гидравлический расчет ответвлений, как участков с заданным падением давлением. Падение давления в ответвлении ΔР_р равно сумме падений давления (по главной магистрали) от точки ответвления до конца главной магистрали. Увязку потерь давления следует выполнять подбором диаметров трубопроводов ответвлений. Невязка не должна быть более 10 %. При невозможности полностью увязать потери давления по ответвлениям диаметрами трубопроводов излишний напор на ответвлениях должен быть  погашен  соплами элеваторов,  дроссельными диафрагмами и авторегуляторами потребителей.

При известном располагаемом  давлении ΔР_р для всей сети, а также для ответвлений, предварительно определяют ориентировочные средние удельные линейные потери давления R_отв.

Далее расчет ответвлений  производится так же, как расчет главной магистрали

Таблицы и номограммы гидравлического  расчета, приведенные в пособии, составлены для эквивалентной шероховатости  труб Кэ=0,5 мм.

Диаметры подающего и  обратного трубопроводов двухтрубных  водяных тепловых сетей при совместной подаче теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение должны приниматься, как правило, одинаковыми.