1.4. Гидравлический расчёт тепловой сети.

К тепловой сети присоединены по зависимой схеме четыре отопительные установки : А - школа, В - гараж, С – административное здание, D - склад.

Длины участков сети приведены в исходных данных. На каждом из участков сети установлены следующие местные сопротивления: задвижки в начале и конце участка на подающей и обратной линиях; 10 отводов под углом 90° на каждый километр трубопровода; 10 сальниковых компенсаторов на каждый километр трубопровода.

Рис 1.2. Схема (а) и пьезометрический график (б) двухтрубной водяной тепловой сети

Определим расчётные расходы воды G отопительных установок А, В, С и D по формуле:

где: Q_O, Q_B, Q_ГВ - расчётная тепловая нагрузка на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение отопительных установок А, В, С, D.

Расчётный расход установки А:

Расчётный расход установки В:

Расчётный расход установки С:

Расчётный расход установки D :

Зададимся равномерным распределением падения давления. Выберем статический напор тепловой сети Н_ст=50 м и нанесём его на пьезометрический график SS. При этом в верхних точках отопительных установок обеспечивается избыточное давление, а пьезометрический напор в наиболее низшей точке системы (установка А) не превышает допустимого значения.

Поскольку напор в обратной линии не допускается менее 10 м, а напор в абонентах сети не должен превышать 95 м, выберем напоры в обратном и подающем коллекторах сети: Н_О=10м, Н_п=105м. Зададимся также минимальной величиной напора в абонентах, равной 15 м.

Тогда располагаемая потеря напора в сети Н_с-∆Н_аб=95-15=80м. Тогда, с учётом равномерности распределения потери давления, примем потери давления в подающей и обратной линиях равными δН_П=δН₀.

Выберем расчётную магистраль из условия равенства располагаемых напоров всех абонентов ( ), то есть самую длинную магистраль 0-1-2-4- 6. Длина расчётной магистрали

1.41 Расчёт участков магистрали.

Участок 0-1.

Предварительный расчёт.

Определим на основе исходных данных сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке 0-1:

Падение давления на участке :

Где: -полное падение давления и потери напора в расчётной магистрали и на начальном участке;

-длина расчётной магистрали и начального участка.

- удельный вес воды в трубопроводе, =9500 .

Расход воды на участке 0-1:

.

Доля местных сопротивлений на участке 0-1:

Где: при абсолютной шероховатости ,м, равной 0.0005 для водопроводов;

-располагаемый перепад давлений, .

Удельное линейное давление и диаметр на участке 0-1:

Где при м

Проверочный расчёт.

Выберем ближайший больший стандартный внутренний диаметр:

Определим удельное линейное падение по формуле:

Где при м

Эквивалентная длина местных сопротивлений участка 0-1:

Где при м.

Падение давления на участке 0-1:

Потеря напора на участке 0-1:

м

Поскольку потеря напора на участке 0-1 в подающей и обратной линиях одинакова, то располагаемый напор в точке 1 равен:

м.

Результаты расчёта участка 0-1 сведём в таблицу

Участок 1-2.

Предварительный расчёт.

Определим на основе исходных данных сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке 1-2:

Падение давления на участке :

Расход воды на участке 0-1:

.

Доля местных сопротивлений на участке 1-2:

Удельное линейное давление и диаметр на участке 1-2:

Проверочный расчёт.

Выберем ближайший больший стандартный внутренний диаметр:

Определим удельное линейное падение по формуле:

Эквивалентная длина местных сопротивлений участка

м

Падение давления на участке 1-2:

Потеря напора на участке 1-2:

Поскольку потеря напора на участке 1-2 в подающей и обратной линиях одинакова, то располагаемый напор в точке 2 равен:

Участок 2-4.

Предварительный расчёт.

Определим на основе исходных данных сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке 2-4:

Падение давления на участке :

Расход воды на участке 2-4:

.

Доля местных сопротивлений на участке 1-2:

Удельное линейное давление и диаметр на участке 2-4:

Проверочный расчёт.

Выберем ближайший больший стандартный внутренний диаметр:

Определим удельное линейное падение по формуле:

Эквивалентная длина местных сопротивлений участка 2-4:

м

Падение давления на участке 2-4:

Потеря напора на участке 2-4:

Поскольку потеря напора на участке 2-4 в подающей и обратной линиях одинакова, то располагаемый напор в точке 4 равен:

Участок 4-6.

Предварительный расчёт.

Определим на основе исходных данных сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке 4-6:

_{Падение давления на участке}

_{Расход воды на участке 4-6:}

Доля местных сопротивлений на участке 4-6:

Удельное линейное падение давления и диаметр участка 4-6:

Проверочный расчёт.

Выберем ближайший больший стандартный внутренний диаметр:

Определим удельное линейное падение по формуле:

Эквивалентная длина местных сопротивлений участка 4-6:

Падение давления на участке 4-6:

Потеря напора на участке 4-6:

_{Поскольку потеря напора на участке 4-6 в подающей и обратной линиях одинакова, то располагаемый напор в точке 6 равен:}

2.2. Расчёт ответвлений.

Участок 1-7.

Предварительный расчёт.

Определим на основе исходных данных сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке 1-7:

Падение давления на участке

Расход воды на участке 1-7:

_{Доля местных сопротивлений на участке 1-7:}

Удельное линейное падение давления и диаметр участка 1-7:

_{Проверочный расчёт.}

_{Выберем ближайший больший стандартный внутренний диаметр:}

Определим удельное линейное падение по формуле:

Эквивалентная длина местных сопротивлений участка 1-7:

Падение давления на участке 1-7:

Потеря напора на участке 1-7:

Поскольку потеря напора на участке 1-7 в подающей и обратной линиях одинакова, то располагаемый напор в точке 7 равен:

Участок 2-3.

Предварительный расчёт.

Определим на основе исходных данных сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке 1-7:

Падение давления на участке

Расход воды на участке 2-3:

Доля местных сопротивлений на участке 2-3:

Удельное линейное падение давления и диаметр участка 2-3:

Проверочный расчёт.

Выберем ближайший больший стандартный внутренний диаметр:

_{Определим удельное линейное падение по формуле:}

_{Эквивалентная длина местных сопротивлений участка 2-3 :}

Падение давления на участке 2-3:

_{Потеря напора на участке 2-3}:

Поскольку потеря напора на участке 2-3 в подающей и обратной линиях одинакова, то располагаемый напор в точке 3 равен:

Участок 4-5.

Предварительный расчёт.

Определим на основе исходных данных сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке 4-5:

_{Падение давления на участке}

_{Расход воды на участке 2-3:}

Доля местных сопротивлений на участке 4-5:

Удельное линейное падение давления и диаметр участка 4-5:

Проверочный расчёт.

Выберем ближайший больший стандартный внутренний диаметр:

Определим удельное линейное падение по формуле:

Эквивалентная длина местных сопротивлений участка 4-5 :

Падение давления на участке 4-5:

Потеря напора на участке 4-5:

Поскольку потеря напора на участке 4-5 в подающей и обратной линиях одинакова, то располагаемый напор в точке 3 равен:

Результаты расчётов сводятся в таблицу

Результаты гидравлического расчёта тепловой сети:

таблица.

№ участка	G, кг/с	R, Па/м	d, мм	d/, мм	R/, Па/м	lэ, м		δР/, Па	δН/, м		Н/, м
Расчётная магистраль
0-1	10,286	348	93	100	257,33	14,5	42339,06			4,456	86,088
1-2	4,39	326,21	68,35	70	303,8	10,71	94393,7			9,94	66,22
2-4	1,059	435,22	37,7	40	339,43	5,32	103634,77			10,9	44,42
4-6	0,516	435,22	27,4	33	226,65	3,6	57478,44			6,05	32,32
Ответвления
1-7	5.897	1638.98	56,27	70	548.18	7.87	113950,18			11.99	62.1
2-3	0,516	805,63	25,52	33	226,65	4,18	68942,2			7,26	51,7
4-5	0,516	552,52	28,4	33	226,65	3,63	57485,24			6,05	32,3

2. Расчет принципиальной тепловой схемы.

Рис. 2.1. Принципиальная тепловая схема котельной.

Для расчета элементов тепловой схемы необходимо знать расход пара и воды.

На схеме видно, что пар, выходящий из редукционно-охладительной установки РОУ, имеет параметры: Р_роу=0.12 МПа и t_роу=104°С.

Принимая пар в редукционно-охладительной установке сухим насыщенным, по величине давления Р_роу, находим значение энтальпии пара h_роу =2683 кДж/кг.

По величине температуры конденсата на выходе из сетевых подогревателей t_кп=102°С, находим энтальпию конденсата h_кп=с_водt_кп=4.19*102=427 кДж/кг.

Расход пара D_с на подогрев сетевой воды из пароводяных подогревателей: D_с=5,4·10³/2683-427=2,39кг/с.

Суммарный расход пара на технологические нужды и подогрев сетевой воды составит:

D₁=D_т+D_c=10.3+2,39=12,69 кг/с.

Расход пара на деаэрацию питательной воды D_д и на подогрев сырой воды перед химводоочисткой D_п.с.в приблизительно составляет 5-15% от D₁.

Расход пара на вышеуказанные нужды примем равным 10% от D₁ с последующим уточнением.

Тогда: D_д + D_п.с.в = 0.1 D_т =0.1·2,69=1.269 кг/с

Расход первичного пара, поступающего в РОУ:

D'_роу = D_с+ D_п.c.в + D_д =2,39+1,27=3,66 кг/с

Суммарное количество пара, которое должны выработать котельные агрегаты, определяется так: