2 Схема и трасса тепловой сети

В населенных пунктах, расчетная тепловая нагрузка которых менее 350 МВт, следует применять радиальную (тупиковую) схему тепловой сети. В такой сети по мере удаления от источника теплоты и снижения подключенной нагрузки уменьшают диаметры трубопроводов.

В курсовом проекте разрабатываются тепловые сети от источника теплоты до каждого квартального (микрорайонного) центрального теплового пункта –ЦТП ("бойлерная").

Тепловая сеть населенного пункта состоит из главной питающей магистрали и распределительных сетей. Распределительные сети состоят, в свою очередь, из распределительных магистралей и ответвлений от них к ЦТП. Отдельные крупные тепловые потребители снабжаются теплотой непосредственно от распределительных тепловых магистралей через свои индивидуальные тепловые пункты - ИТП.

Распределительные магистрали тепловых сетей являются ответвлениями от главной питающей магистрали, под которой понимают магистраль, соединяющую источник теплоты с наиболее отдаленным (диктующим) ЦТП.

Здания с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями (больницы, родильные дома, детские учреждения и др.) должны быть обеспечены двухсторонним питанием, либо резервным источником теплоснабжения, который может быть передвижным - мобильным.

При выборе трассы тепловой сети необходимо руководствоваться требованиями экономичности и надежности обеспечения потребителей теплотой и организации индустриального производства строительно-монтажных работ.

Кратчайший путь транспорта теплоносителя - минимальная протяженность тепловой сети - является, как правило, предпочтительным как по условиям экономичности, так и надежности.

Трасса тепловых сетей в населенных пунктах должна выбираться параллельно красным линиям улиц.

3 Гидравлический расчет тепловой сети

3.1. Составление расчетной схемы

Назначение гидравлического расчета проектируемых тепловых сетей - определение диаметров трубопроводов и получение исходных данных для разработки режимов давлений (напоров) - построения пьезометрического графика.

Подготовительным, но весьма ответственным этапом расчета является составление в определенном масштабе однолинейной схемы тепловой сети с указанием для каждого ее участка следующих значений: расчетного теплового потока (нагрузки) , МВт; расчетного расхода сетевой воды , кг/c, длины участка по плану L_i, м. По результатам гидравлического расчета позднее на схеме проставляются принятые к установке условные диаметры труб d_у мм и удельные расчетные потери давления на участках, Па/м.

При определении значений тепловых потоков их структура для всех кварталов (микрорайонов) принимается одинаковой, что позволяет расчетные расходы сетевой воды для них определять по формуле:

(3.1)

где: G_i - расчетный расход сетевой воды на квартал, кг/с;

- расчетный тепловой поток квартала, МВт;

- расчетный расход сетевой воды для всей системы теплоснабжения, кг/с;

- расчетный тепловой поток всей системы теплоснабжения, МВт.

При центральном качественном регулировании теплового потребления расчетные расходы сетевой воды к отдельным тепловым потребителям определяются суммой

(3.2)

где: - соответственно расчетные расходы воды на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения этого потребителя теплоты, МВт.

Слагаемые суммы (3.2) при разных графиках регулирования и схемах подключения подогревателей горячего водоснабжения рассчитываются по формулам:

А. Регулирование по тепловому потоку отопления и при параллельном подключении подогревателя горячего водоснабжения системе отопления:

Расход сетевой воды на отопление

(3.3)

Расход сетевой воды на вентиляцию

(3.4)

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение

а) при наличии баков-аккумуляторов горячей воды у потребителя

(3.5)

б) при отсутствии баков-аккумуляторов

(3.6)

Б. Регулирование по тепловому потоку отопления и при двухступенчатом смешанном подключении подогревателей горячего водоснабжения:

Расходы и определяются так же, как при параллельном подключении подогревателей горячего водоснабжения по формулам (3.3) и (3.4).

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение

а) при наличии баков-аккумуляторов

(3.7)

б) при отсутствии баков-аккумуляторов

(3.8)

В. Регулирование по совместному тепловому потоку отопления и горячего водоснабжения и при двухступенчатом последовательном подключении подогревателей горячего водоснабжения:

Расход сетевой воды на отопление определяется по (3.3), а расход сетевой воды на вентиляцию по формуле

(3.9)

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение отсутствует, G_г = 0

В формулах (3,3) - (3.9) использованы следующие обозначения:

а) для тепловых потоков

, , , - расчетные значения тепловых потоков отопления, вентиляции и горячего водоснабжения соответственно, МВт;

б) для температур сетевой воды в подающем трубопроводе

- расчетная температура для проектирования систем отопления, °C

- тo же, для проектирования систем вентиляции, °С;

- то же, для проектирования вентиляции при повышенном графике температур сетевой воды, °С;

- то же в точке излома графика регулирования по отопительному тепловому потоку, °С;

в) для температур сетевой воды в обратных трубопроводах местных систем теплопотребления

- расчетная температура для проектирования систем отопления, °C

- температура обратной воды системы отопления, в точке излома графика регулирования, °С;

- температура обратной воды на выходе из калориферов, при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования систем вентиляции, °С;

- температура обратной воды после систем горячего водоснабжения, в точке излома графика регулирования, может быть принята 30 °С

г) для температур водопроводной воды

t_хз - температура холодной воды в зимний период, может быть принята равной 5°С; ,

t_п - температура водопроводной воды после первой ступени подогревателей в точке излома графика, принимается на 5 ÷10 °С меньше t_2и, °С

С - удельная теплоемкость воды, принимается равной 4190 Дж/(кг К).

Гидравлический расчет трубопроводов и построение пьезометрического графика в курсовом проекте производятся для средней в отопительном периоде температуры сетевой воды 75 °С и при эквивалентной шероховатости внутренней поверхности стальных труб 0,0005 м.

В закрытых тепловых сетях расходы воды в подающих и обратных трубопроводах одинаковы, поэтому расчету подвергают только подающие трубопроводы, а обратные трубопроводы конструируют соответственно подающим.

Так как давление и напор связаны между собой зависимостью

(3.10)

где: Н - пьезометрический напор, м;

р - давление столба жидкости, Па;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

ρ - плотность жидкости, кг/м³,

то пересчет значений перепадов давлений (δр) в значения перепадов напоров (δh) для сетевой води о температурой 75 °С (ρ = 975 кг/м³) производится по выражению

(3.11)

Пересчет гидравлических режимов тепловой сети производится из условия: Re > Re_пр, по которому падение давления (напора) и расходы воды в трубопроводах объединены квадратичной зависимостью, по которой

'

(3.12)

(3.13)