Закрытая двухтрубная система теплоснабжения микрорайона расположенного в городе Казань

 

 

 

После этого приступаем к построению самого графика. По оси ординат этого  графика откладывают часовые  расходы, а по абсцисс в одну сторону  – температуры наружного воздуха, а в другую – число часов  стояния определенных среднесуточных температур наружного воздуха за отопительный период и число часов отопительного сезона.

 

1.3 Расчёт температур теплоносителя и построения графика в координатах 

c определением точки излома

В городах основной тепловой нагрузкой является отопление, а в последние годы существенное развитие получило горячее водоснабжение.

Поэтому в том случае, когда у  большинства абонентов основной нагрузкой является отопление, регулирование  осуществляется по отопительному графику. Если у большинства абонентов наряду с отоплением имеются установки горячего водоснабжения, центральное регулирование часто осуществляется по закону изменения совмещенной нагрузки отопления и горячего водоснабжения. При этом минимальной температурой первичного теплоносителя в тепловых сетях будет его температура, необходимая для обеспечения систем горячего водоснабжения [1] для закрытых тепловых сетей – не менее . В этом случае появляется точка излома температурного графика первичного теплоносителя.

Для водяных тепловых сетей следует принимать, как правило, качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения согласно графику изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха.

 

Построение температурного графика при качественном регулировании  по отопительной нагрузке

 

Температура сетевой воды на абонентском  вводе перед отопительными установками (до смесительных устройств) определяется по формуле:

, .      (1.17)

Температура воды после отопительной установки:

, .      (1.18)

Температура воды в подающем трубопроводе после смесительного устройства:

, ,      (1.19)

где:

 – текущая температура  воды в подающей магистрали, ;

 – средняя температура  внутреннего воздуха отапливаемых  зданий, принимая для жилых и  общественных зданий равной ;

 – температурный напор  нагревательного прибора,  ;

 – относительный расход  теплоты на отопление при  ;

 – расчетный перепад температур  воды в тепловой сети, ;

 – расчетный перепад температур  воды в местной системе отопления,  ;

 – текущая температура  воды  в обратной магистрали, ;

 – текущая температура  воды в подающем стояке местной  системы отопления,  .

Рассчитаем температурный напор  нагревательного прибора:

, ,        (1.20)

где:

 – расчетная температура  воды в подающем стояке местной  системы отопления,  , ;

 – температура воды в  обратной магистрали тепловой  сети при расчетной температуре наружного воздуха , , ;

.

Определим расчетный перепад температур воды в местной системе отопления:

, ,         (1.21)

.

Вычислим расчетный перепад  температур воды в тепловой сети:

, ,         (1.22)

где:

 – температура воды в  подающей магистрали тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха , ;

.

Относительный расход теплоты на отопление  при  :

          (13)

Уравнение решается методом подбора, задаваясь значением

При найденном значении определяют

        (14)

В первом приближении  возьмем 

Во втором приближении  берем 

В третьем приближении  берем 

В четвертом приближении берем 

В пятом приближении берем 

Температура в обратной линии, после  элеватора при 

        (15)

        (16)

 

Определим точку излома температурного графика  графическим методом. Задавшись рассчитаем , и пять раз

По этим данным строится график и при помощи его определяется точка начала излома.

 

 

 

 

 

 

 

 

II. Гидравлический расчёт тепловых сетей

2.1. Расчётные расходы воды

Расчетные расходы сетевой воды для определения диаметров труб в водяных сетях при качественном регулировании отпуска теплоты следует определять отдельно для каждого вида тепловой нагрузки, , с последующим их суммированием [1].

Определим расчетный расход сетевой воды на отопление:

, ,        (2.1)

где:

– максимальный тепловой поток  на отопление, ;

– удельная теплоемкость воды, ;

– температура воды в подающей магистрали тепловой сети при расчетной  температуре наружного воздуха  , (задание);

– температура воды в обратной магистрали тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха , (задание);

  .

Вычислим расчетный расход сетевой  воды на вентиляцию:

, ,        (2.2)

где:

– максимальный тепловой поток  на вентиляцию, ;

.

Определим схему присоединения  теплообменников:

.

Так как  , то принимаем регулирование по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

Так как  , то принимаем двухступенчатую последовательную схему.

2.2. Суммарные расчетные расходы сетевой воды

Определим суммарные расчетные  расходы сетевой воды, , в двухтрубных тепловых сетях в закрытых системах теплоснабжения:

, ,      (2.3)

где:

 – коэффициент, учитывающий  долю среднего расхода воды  на горячее водоснабжение при  регулировании по совмещенной  нагрузке отопления и горячего  водоснабжения принимается равным 0 [1];

.

Для распределения по микрорайонам определяем удельный расход воды:

, ,         (2.4)

где: – общая площадь районов, ;

.

Расход воды на каждый район равен:

, ,         (2.5)

где: – площадь i-го района, .

Результаты расчета  расхода воды сводим в таблицу 5.

Таблица 5.

Расчетные расходы воды

№ квартала	Площадь квартала, га	Расход воды, кг/(с·га)
1	2,0	5,18
2	2,28	5,9
3	2,3	5,96
4	3,45	8,94
5	2,88	7,46
6	1,44	3,73
7	5,1	13,209
8	4,0	10,36
9	3,5	9,07
10	6,6	17,09
11	5,98	15,49
12	6,4	16,58
13	7,4	19,17
14	3,4	8,81
15	3,3	8,55
16	1,6	4,144
17	4,1	10,62
18	1,2	3,11
19	1,82	4,71
20	1,6	4,144
21	4,6	11,914
22	3,8	9,842
23	5,5	14,245
24	2,4	6,216
25	2,5	6,475
26	3,7	9,58
27	3,24	8,39
28	4,4	11,4
29	0,8	2,07
30	1,2	3,11
31	5,4	13,99
32	1,2	3,11
33	1,6	4,144
34	4,5	11,66
35	2,5	6,48
36	11,7	30,3
37	7,4	19,17
38	4,03	10,44
39	10,4	26,94
40	4,0	10,36
41	2,7	6,99
42	2,3	5,96
43	3,2	8,29
44	0,9	2,33
45	5,6	14,5
46	4,8	12,43
47	0,84	2,18
48	1,4	3,63
49	2,5	6,48
50	10,8	27,97
51	3,4	8,81
52	2,4	6,22
53	3,5	9,07
54	2,1	5,44
55	4,9	12,69
56	6,12	15,85
57	4,14	10,7
58	7,04	18,2
59	1,6	4,1
60	3,9	10,1
61	18,9	48,9
62	1,9	4,9
63	2,4	6,2
64	8,5	22,01

 

2.3. Гидравлический расчет тепловой  сети

В задачу гидравлического  расчета входят:

1) определение диаметров  трубопроводов;

2) определение падения  напора в сети;

3) установление величин  напоров (давлений) в различных  точках сети;

4) увязка напоров в  различных точках системы при статическом и динамическом режимах её работы;

5) установление необходимых  характеристик циркуляционных, подкачивающих  и подпиточных насосов, их количества  и размещение;

6) определение способов  присоединения абонентских вводов  к тепловой сети;

7) выбор схем и приборов  автоматического регулирования;

8) выявление рациональных  режимов работы.

При гидравлическом расчете тепловых сетей, включая сети горячего водоснабжения, СНиП рекомендует принимать следующие  значения удельных потерь давления на трение.

а) для основного расчетного направления  от источника тепла до наиболее удаленного потребителя – до 80 Па/м;

б) для остальных участков - по располагаемому перепаду давления, но не более 300 Па/м. Скорость движения воды в трубопроводах не должна превышать 3.5 м/с.

Подбор диаметров участков труб магистрали и ответвления при  предварительном гидравлическом расчете производится в зависимости от расходов воды и удельных падений напора по таблицам приложения 4 [16].

Потери напора в местных  сопротивлениях при предварительном  расчете учитывают коэффициентом  местных потерь α, величину которого и типы компенсаторов принимают по приложению 3 [16]. По нормам  [1, п. 5.7] в гидравлических расчетах рекомендуется принимать для всех водяных тепловых сетей, кроме сетей горячего водоснабжения, для которых это значение увеличено до .

Исходя из этих указаний, в дальнейшем значение принято в качестве нормированного.

Предварительный гидравлический расчет начинают с последнего от источника теплоты и сводят в таблицу.

Таблица 6

Предварительный гидравлический расчет

Номер уч-ка	G,  кг/с	Па/м	мм	v, м/с	l, м	α	, м	, Па	Σ∆P, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Магистраль
Ут14-Ут13	18,14	16,22	219х4	0,604	189	0,4	264,6	4291,8	4291,8
Ут 13-Ут12	36,27	19,15	273х5	0,673	142	0,4	198,8	3807,02	8098,82
Ут 12-Ут11	42,49	26,767	273х5	0,7968	152	0,3	197,6	5289,75	13388,57
Ут 11-Ут10	55,96	48,628	273х5	1,0773	129	0,3	167,7	8155,25	21543,82
Ут 10-Ут9	73,93	32,858	325х5	0,995	100	0,3	130	4271,8	25815,62
Ут 9-Ут8	83,77	18,07	377х5	0,8089	141	0,3	182	3288,74	29104,36
Ут 8-Ут7	104,24	28,108	377х5	1,0112	255	0,3	331,5	9317,93	38422,29
Ут 7-Ут6	110,75	32,83	377х5	1,09375	317	0,3	412,1	13529,243	51951,533
Ут 6-Ут5	158,14	34,758	426х6	1,2065	240	0,3	312	10844,5	65796,033
Ут 5-Ут4	183,07	14,79	530х5,5	0,9054	310	0,3	403	5960,37	71756,403
Ут 4-Ут3	529,01	24,4689	630х6	1,41543	216	0,3	280,8	6870,90	78627,303
Ут 3-Ут2	670,53	18,718	820х7	1,34166	172	0,3	223,6	4185,344	82812,65
Ут 2-Ут1	708,71	14,8356	920х8	1,27936	645	0,3	838,5	12439,65	95252,3
Ут 1-ИТ	720,62	12,4423	920х8	1,17299	296	0,3	384,8	4787,80	100040,1
Ответвление
Ут18-Ут17	11,08	14,912	194х5	0.4712	234	0,4	327,6	4885,17	4885,17
Ут17-Ут16	27,5	77,23	194х5	0,9925	118	0,4	165,2	12758,396	17643,57
Ут16-Ут15	64,14	69,294	273х7	1,78616	186	0,3	241,8	16755,29	34398,86
Ут15-Ут4	93,98	58,85	325х8	1,31174	543	0,3	705,9	41542,215	75941,07

Невязка потерь напоров  по магистральной линии (от места включения ответвления ) и по ответвлению допускается в пределах 5%

       (2.6)

 

2.4 Составление  монтажной схемы

Монтажная схема разрабатывается  после трассировки тепловой сети, составления расчетной схемы, выбора способа прокладки тепловых сетей, предварительного гидравлического расчета. Монтажная схема тепловой сети представлена в графической части проекта. Монтажная схема выполнена без масштаба в две линии: подающая –Т1 – справа по ходу движения теплоносителя от источника теплоты и обратная- Т2. В местах ответвлений предусмотрены узлы трубопровода (УТ).

Построение монтажной  схемы заключается в расстановке  на трассе тепловых сетей запорно-регулирующей арматуры, неподвижных опор и компенсаторов. На магистрали показаны места врезки ответвлений запорная арматура, неподвижные опоры, переходы.

По выполненной монтажной  схеме определяем эквивалентные  длины местных сопротивлений  по участкам. Результаты расчета заносим  в таблицу 

Таблица 7.

Эквивалентные длины местных сопротивлений

Номер участка	Коэффициенты местных  сопротивлений					Эквивалентная длина  при , , м	Эквивалентная длина  на участке , м
	Задвижка	Поворот	Тройник	Компенсатор
1	2	3	4	5	6	7	8
Магистраль
ИТ-Ут 1	1х0,5	0	1х1,0	1х0,3	1,3	53,1	69,03
Ут 1-Ут2	0	0	2х1,0	3х0,3	2,9	53,1	153,99
Ут 2-Ут3	0	0	2х1,0	2х0,3	2,6	46	119,6
Ут 3-Ут4	0	0	2х1,0	1х0,3	2,3	32,9	75,67
Ут 4-Ут5	0	1х0,5	1х1,0	4х0,3	2,2	26,5	58,3
Ут 5-Ут6	1х0,5	0	2х1,0	2х0,3	2,6	20,2	52,52
Ут 6-Ут7	0	0	1х1,0	4х0,3	2,2	16,9	37,18
Ут 7-Ут8	0	0	2х1,0	3х0,5	3,5	16,9	59,15
Ут 8-Ут9	0	0	2х1,0	2х0,5	3	14	42
Ут 9-Ут10	0	0	2х1,0	2х0,3	2,6	14	36,4
Ут 10-Ут11	0	0	2х1,0	2х2,8	7,6	11,2	85,12
Ут 11-Ут12	0	0	2х1,0	2х2,8	7,6	11,2	85,12
Ут 12-Ут13	0	0	2х1,0	2х2,8	7,6	11,2	85,12
Ут 13-Ут14	0	0	2х1,0	3х2,8	10,4	8,5	88,4
Ответвление
Ут 4-Ут15	1х0,5	0	1х1,5+2х1,0	2х0,3	5,6	14	78,4
Ут 15-Ут16	0	0	2х1,0	3х0,3	2,9	11,2	32,48
Ут 16-Ут17	0	0	2х1,0	2х2,8	7,6	7,3	55,48
Ут 17-Ут18	0	1х0,5	1х1,0	2х2,8	6,6	7,3	48,18