6.1. Порядок построения пьезометра и определение

параметров сетевых и подпиточных насосов

1. Вычертить план трассы.

2. Построить профиль трассы по отметкам.

3. Нанести на профиль высоты абонентов.

4. Построить линию статического давления из условия заполнения самой высокой системы.

5. Построить линии Н_max и Н_min для подающей и обратной магистралей.

6. Построить пьезометрические линии подачи и обратки, которые не должны выходить за пределы линий Н_max и Н_min . Линия подачи не должна пересекать линию Н_ст.

Одной из задач гидравлического расчета тепловых сетей является подбор сетевых и подпиточных насосов. Для подбора насосов необходимо знать их напор и производительность.

1. Сетевые насосы.

Сетевые насосы следует подбирать для отопительного и летнего периодов.

Напор сетевых насосов:

, м, (6.1)

где 1,2 – коэффициент запаса;

ΔН_ст – потеря напора в подогревательной установке станции (обычно 20-25 м);

ΔН_п , ΔН_о – потери напора в подаче и обратке тепловой сети, м;

ΔН_аб – потери напора у самого удаленного абонента: 15 м для элеватора; 20 - 25 м с учетом последовательной схемы горячего водоснабжения.

Производительность сетевых насосов:

• для закрытой системы теплоснабжения в отопительный период:

, кг/ч; (6.2)

• для открытой системы теплоснабжения в отопительный период:

, кг/ч; (6.3)

• для закрытых и открытых систем теплоснабжения в летний период:

, кг/ч. (6.4)

Число насосов должно быть не менее двух, один из которых является резервным. При пяти рабочих насосов резерв не устанавливают.

2. Подпиточные насосы.

Напор подпиточных насосов должен определяться из условия поддержания в тепловой сети статического давления и проверяться для условий работы сетевых насосов летом и зимой. Допускается предусматривать установку отдельных групп подпиточных насосов с различными напорами для лета, зимы и для статического режима.

Две группы насосов (подпиточных и статических) устанавливают в том случае, если давление на всасе сетевых насосов не равно статическому давлению. Напор определяется по пьезометрическому графику.

Производительность насосов:

• для закрытых систем теплоснабжения:

, кг/ч; (6.5)

• для открытых систем теплоснабжения:

, кг/ч, (6.6)

где , кг/ч; (6.7)

а = 0,005 – доля утечки от объема;

V_тс , V_аб – объемы воды в тепловой сети и местных системах (определяются по справочнику или ≈ 45-50 м³/Гкал).

Количество насосов должно быть не менее двух (закрытая система) и трех (открытая система), один из которых резервный.

6.2. Фиксация давления в водяной тепловой сети

Для обеспечения надежной работы тепловых сетей и абонентов необходимо ограничить изменение давления в системе дополнительными пределами. При этом особое значение имеет режим подпитки и изменение давления в обратной магистрали. Повышение Н_о может привести к раздавливанию отопительных систем, присоединенных по зависимой схеме. Уменьшение Н_о приводит к опорожнению верхней точки систем и к нарушению циркуляции.

Для ограничения колебаний давления в системе в одной, а при сложном рельефе местности в нескольких точках тепловой сети изменяют давление по определенному закону. Такие точки называются точками регулируемого давления. В частном случае, когда давление в этих точках поддерживается постоянным при статическом и динамическом режимах работы тепловой сети, они называются нейтральными точками (НТ).

Постоянное давление в НТ поддерживается автоматически подпиточным устройством (подпиточным насосом) или расширительным баком, который устанавливают в этой точке. Вместо расширителей могут быть установлены гидрофоры.

Расширитель представляет собой открытый сосуд, установленный на высоте, равной фиксируемому напору. Гидрофор – это закрытый сосуд, в котором вода вода находится под постоянным давлением газовой или паровой подушки, равный фиксируемому напору. При уменьшении давления в тепловой сети вода из расширителя или гидрофора поступает в тепловую сеть и компенсирует утечку воду или уменьшение объема воды, вызванное уменьшением ее температуры.

В крупных системах теплоснабжения расширители и гидрофоры, как правило, не применяются из-за их небольшой маневренности: существующий водоразбор (часть системы всегда работает по открытой схеме) и утечки всегда больше прироста объема воды при нагревании. Кроме того они отличаются более сложной компановкой и большими габаритами по сравнению с насосными подпитывающими устройствами.

Рис. 6.9. Изменение давления в тепловой сети (НТ на работающей

магистрали): 1 – задвижка открыта; 2 – задвижка частично

закрыта; 3 – задвижка полностью закрыта

В принципе НТ может быть выбрана в любой точке системы на подаче и обратке, но т.к. механическая прочность системы и ее работоспособность зависят от Н_о, то НТ размещают на обратке таким образом, чтобы при изменении гидравлического режима давление в обратке менялось мало (рис. 6.9).

При открытой задвижке в сети поддерживается нормальный гидравлический режим (1). При частичном закрытии задвижки в зоне II сокращается расход воды и в связи с этим уменьшается ΔН_II, что при постоянном давлении в НТ приводит к росту давления на всасе сетевого насоса и к дальнейшему росту давления в магистралях зоны I (2). При закрытии задвижки и полном прекращении циркуляции в зоне II, давление на всасе сетевого насоса повысится до статического. Это приведет к дальнейшему росту давления во всех точках зоны I и может быть причиной аварий у абонентов.

Поэтому выбор НТ на работающей магистрали неудачен. И чем правее будет размещена НТ в зоне II, тем большие изменения гидравлического режима будут в зоне I.

В небольших системах теплоснабжения по протяженности, когда статическое давление может быть равно давлению на всасе сетевого насоса, НТ устанавливают у всасывающего патрубка сетевого насоса (рис. 6.10).

Рис. 6.10. Изменение давления в тепловой сети (НТ на всасе сетевого

Насоса): РД – регулятор давления; ДК – дренажный клапан

Давление подпиточного насоса, выбранное из условия заполнения системы водой, сохраняется неизменным при любом гидравлическом режиме. При падении давления в системе и понижения давление в нейтральной точке (Н_нт)увеличивается открытие РД и возрастает подача воды ПН. С ростом давления в сети, например при увеличении средней температуры в сети, Н_нт увеличивается, следовательно, РД прикрывается, уменьшая подачу воды. Если после закрытия РД давление в НТ продолжает расти, то часть воды сливается через ДК, а давление в НТ восстанавливается.

Для протяженных систем теплоснабжения НТ закрепляют на специальной перемычке у СН (рис. 6.11). Падение давления в перемычке равны падению давления в сети. Во время работы СН по перемычке происходит циркуляция. Давление в НТ используется как импульс для регулирования подпитки.

Рис. 6.11. Изменение давления в тепловой сети (НТ на перемычке

сетевого насоса): 1 – нормальный гидравлический режим;

2 – закрыт А; 3 – закрыт В; БПВ – бак подпиточной воды

Регулирование давления в сети можно осуществить с помощью регулировочных вентилей А и В. Частичное закрытие А увеличивает давление у всасывающего патрубка СН, что приводит к росту давления в сети. При полностью закрытом А циркуляция в перемычке прекращается и давление на всасе сетевого насоса становится равным давлению в нейтральной точке, следовательно, пьезометр перемещается параллельно вверх до наивысшей точки (2). Если закрыт В, то давление в нагнетательном патрубке СН становится равным Н_нт и пьезометр опускается параллельно вниз до низшей точки (3).