Гидравлический расчет магистральных теплопроводов двухтрубной водяной тепловойсети закрытой системы теплоснабжения

Расчёт и построение пьезометрического графика сети

Провести гидравлический расчет двухтрубной водяной тепловой сети и построить ее пьезометрический график.

Схема тепловой сети показана на рис. 5.17, а и б, а геодезический профиль сети и высота абонентских систем нанесены на рис. 5.17, в.

К тепловой сети присоединены по зависимой схеме пять отопительных установок, имеющие следующие расчетные расходы воды:

Индекс установки… А Б В Г Д Расход воды, кг/с…103 108 88 124 78.

Средняя температура воды в сети ф_ср = 75 °C, средний удельный вес воды г_ср= 9550 Н/м. Расчетная температура воды в подающей линии тепловой сети ф'₁ =150 °С.

На всех абонентских вводах должен быть обеспечен располагаемый напор ?Н_аб.? 15 м.

Располагаемый напор на коллекторах станции ?Н_С = 85 м.

Ниже приведены длины отдельных участков тепловой сети по трассе:

Номер участка… 0−1 1−2 2−3 2−6 3−7 3−8.

?, м… 250 250 200 200 100 200.

На трубопроводах тепловой сети установлены следующие местные сопротивления:

• · задвижки в начале и конце каждого участка на подающей и обратной линиях;
• · 10 отводов под углом 90° на каждый километр трубопровода;
• · 10 сальниковых компенсаторов на каждый километр трубопровода.

Решение.

Согласно порядку предварительного расчета:

• 1) выбираем из условия расположения абонентов статический напор тепловой сети Н_ст = 50 м и наносим его на пьезометрический график (линия SS). При этом статическом напоре обеспечивается избыточное давление в верхних точках отопительных установок, а пьезометрический статический напор в наиболее низких точках системы (отопительная установка А) не превышает допустимого значения эксплуатации чугунных радиаторов — 60 м;
• 2) намечаем вид графика гидродинамических напоров. Располагаемая потеря напора в сети Н_ст ? Н_а = 85 ? 15 = 70 м.

Наиболее просто эту потерю напора распределить поровну между подающей и обратной линиями тепловой сети, т. е. принять дНп = дНо = 35 м. В этом случае полные напоры в подающем и обратном коллекторах на станции составят Н_о = 10 м,(Н_{доп. чугун} -Н_ст);Н_п = 95 м Пьезометрический напор в наиболее высокой точке сети 3 в подающей линии Н_п3 = Н_п — дНп — (Н_о — ?Н_аб) = 95 — 35 — 25 = 35 м. При таком пьезометрическом напоре невскипание воды обеспечивается при ф',= 150 °C;

3) выбираем расчетную магистраль. Поскольку на всех абонентских вводах должен быть обеспечен один и тот же располагаемый напор ?Н_аб = 15 м, то расчетной магистралью является линия, соединяющая станцию с наиболее удаленным абонентом. В данном случае расчетной является магистраль 0−1-2−3-8.

Длина расчетной магистрали равна сумме составляющих магистраль длин — ?₀₋₈= 900 м;

4) определяем на основе исходного задания и данных приложения 10/Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. -М.: Издательство МЭИ, -1999. — с. 444/ сумму коэффициентов местных сопротивлений? о на участке 0−1:

Падение давления на участке 0−1

=9,2847 Па Расход отопительной воды на участке 0−1

G = 103+108+88+124+78= 501 кг/с.

По формуле (5.24, б) определяем долю местных сопротивлений на этом участке.

5) предварительно вычисляем удельное линейное падение давления и диаметр участка 0−1:

по формуле (5.16) находим диаметр участка.

Проверочный расчет.

• 1. Выбираем ближайший стандартный внутренний диаметр магистральной трубы d'₀₋₁=466мм.
• 2. По формуле (5.15) или номограмме рис. 5.8 определяем удельное линейное падение

3. По формуле (5.21) рассчитываем эквивалентную длину местных сопротивлений участка 0−1

• 60,74,5=100м
• 4. По формуле (5.25) вычисляем падение давления на участке 0−1

• 188,4(250+100)=65 940 Па
• 5. Потеря напора на участке 0−1

м.

• 6. Поскольку потеря напора на участке 0−1 в подающем и обратном трубопроводах сети одинакова, то располагаемый напор в точке 1 тепловой сети
• ?Н'₀₋₁ = Нс? 2дН'₀₋₁ = 85? 2•6,9 = 71,2 м.

Аналогично рассчитаем участок 1−2:

=9,2847 Па Расход отопительной воды на участке 1−2

G = 88+124+78= 290 кг/с.

По формуле (5.24, б) определяем долю местных сопротивлений на этом участке.

5) предварительно вычисляем удельное линейное падение давления и диаметр участка 1−2:

по формуле (5.16) находим диаметр участка.

Проверочный расчет.

• 1. Выбираем ближайший стандартный внутренний диаметр магистральной трубы d'₁₋₂= 359 мм.
• 2. По формуле (5.15) или номограмме рис. 5.8 определяем удельное линейное падение

3. По формуле (5.21) рассчитываем эквивалентную длину местных сопротивлений участка 1-2

• 60.74, 5=76 м
• 4. По формуле (5.25) вычисляем падение давления на участке 1−2

=248(250+76)= 80 848 Па.

5. Потеря напора на участке 1−2.

м.

• 6. Поскольку потеря напора на участке 1−2 в подающем и обратном трубопроводах сети одинакова, то располагаемый напор в точке 1 тепловой сети
• ?Н'₁₋₂= Нс? 2дН'₁₋₂ = 85? 2 •8,5= 68 м.

Участок 2−3:

20.5+2+20.2=3.8.

=7,4278 Па Расход отопительной воды на участке 2−3

G = 124+78= 202кг/с.

По формуле (5.24, б) определяем долю местных сопротивлений на этом участке.

5) предварительно вычисляем удельное линейное падение давления и диаметр участка 2−3:

по формуле (5.16) находим диаметр участка.

Проверочный расчет.

• 1. Выбираем ближайший стандартный внутренний диаметр магистральной трубы d'₂₋₃= 309 мм.
• 2. По формуле (5.15) или номограмме рис. 5.8 определяем удельное линейное падение

3. По формуле (5.21) рассчитываем эквивалентную длину местных сопротивлений участка 2−3

• 60,73,8=53 м
• 4. По формуле (5.25) вычисляем падение давления на участке 2−3

• 264,6(200+53)=66 943,8
• 5. Потеря напора на участке 2−3

м.

• 6. Поскольку потеря напора на участке 2−3 в подающем и обратном трубопроводах сети одинакова, то располагаемый напор в точке 1 тепловой сети
• ?Н'₂₋₄= Нс? 2дН'₂₋₄ = 85? 2 •7= 71 м.

Участок 2−6.

3.8.

==7,4277 Па Расход отопительной воды на участке 2-6

G = 88 кг/с.

По формуле (5.24, б) определяем долю местных сопротивлений на этом участке.

5) предварительно вычисляем удельное линейное падение давления и диаметр участка 2−6:

по формуле (5.16) находим диаметр участка.

Проверочный расчет.

• 1. Выбираем ближайший стандартный внутренний диаметр магистральной трубы d'₂₋₆= 259 мм
• 2. По формуле (5.15) или номограмме рис. 5.8 определяем удельное линейное падение

3. По формуле (5.21) рассчитываем эквивалентную длину местных сопротивлений участка 2−6

• 60,73,8=43м
• 4. По формуле (5.25) вычисляем падение давления на участке 2−6

= 13(200+43) =3159.

5. Потеря напора на участке 2−6.

=0,33 м.

• 6. Поскольку потеря напора на участке 2−6 в подающем и обратном трубопроводах сети одинакова, то располагаемый напор в точке 1 тепловой сети
• ?Н'₂₋₆= Нс? 2дН'₂₋₆ = 85? 2 •0,33 = 84,34 м.

Результаты расчета всех участков магистрали приведены ниже:

№.	G,.	Rл,.	d, мм.	мм.	.	Lэ, м.	Па.	м.	H, м.
0−1.		267,2.			188,4.			6,9.	71,3.
1−2.		284,2.						8,5.
2−3.		292,4.		246,6.
2−6.		314,7.						0,33.	84,34.