4. Гидравлический расчет тепловой сети.

Для выполнения гидравлического расчета необходимо составить схему тепловой сети. Схема тепловой сети определяется размещением источника теплоснабжения, характером теплового потребления и видом теплоносителя. Схема должна обеспечивать надежность и экономичность эксплуатации; протяженность сети должна быть минимальной, а конфигурация по возможности простой. Тепловая сеть должна иметь необходимое количество запорных устройств, компенсаторов, неподвижных и скользящих опор.

Гидравлический расчет является одним из важнейших разделов при проектировании трубопроводов и их эксплуатации. При выполнении гидравлического расчета определяются:

1. Диаметры трубопроводов;

1. Перепады давлений по длине трубопроводов;

3. Давления в любой точке трубопроводов;

4. Разности давлений или напоры в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети у каждого потребителя.

Результаты гидравлического расчета дают возможность рассчитать:

1.Возможный радиус передачи теплоты;

2.Пределы колебаний давлений в трубопроводах в увязке с допускаемыми давлениями для оборудования;

3.Схемы присоединения потребителей теплоты;

4.Требования к оборудованию источника теплоснабжения, МТП, ЦТП, в тепловой сети и у потребителей теплоты.

Исходными данными для гидравлического расчета являются схема тепловой сети и расходы теплоносителя.

Гидравлический расчет выполняется в два этапа. Первым этапом является предварительный расчет, задачей которого является определение диаметров трубопроводов на всех участках тепловой сети. Вторым этапом является проверочный расчет, в задачу которого входит определение действительных падений давлений (напоров) по всем участкам тепловой сети и давлений (напоров) во всех точках тепловой сети.

4.1.Предварительный гидравлический расчет водяной тепловой сети.

По составленной схеме тепловой сети выбирается расчетная магистраль. За расчетную магистраль принимают направление от источника теплоснабжения до наиболее удаленного абонента. При одинаковом удалении нескольких абонентов, принимается направление с большим расходом теплоносителя.

Например, пусть составлена следующая схема тепловой сети:

1

2

ИТ

0 а б с

в

3

4

5

Рисунок 4.1.

Для данной схемы тепловой сети за расчетную магистраль принимается направление до абонента № 5, т.е. участок 0 – а – в – с – 5 . Участки а – 1, а – 3, , в- 4, с- 2 – ответвления от расчетной магистрали.

После выбора расчетной магистрали определяются длинны участков l, м, магистрали и расходы теплоносителя, кг/с, на этих участках. Расходы теплоносителя по участкам теплосети зависят от типа тепловой подстанции – МТП или ЦТП, схемы присоединения тепловых нагрузок, температурного графика теплосети – 95 – 70⁰С, 130 – 70⁰С , 150 – 70⁰С.

Например, если проектируется ЦТП и принята независимая схема присоединения нагрузки на отопление вентиляцию, то расходы теплоносителя на нужды отопления и вентиляции по участкам расчетной магистрали от ЦТП и ответвлений определяются по графику 95 –70⁰С, при зависимой схеме присоединения и проектировании МТП - по графику теплосети, указанному в задании.

Рассмотрим пример определения расходов теплоносителя по участкам теплосети при проектировании ЦТП в здании источника теплоснабжения при зависимой схеме присоединения отопительной и вентиляционной нагрузки:

Для проведения гидравлического расчета необходимо определить расход теплоносителя по участкам тепловой сети. В общем случае он определяется по формуле

В = Q/с t, кг/с (4.1.1.)

где Q – тепловая нагрузка на отопление и вентиляцию, кВт;

t – разность температур греющего теплоносителя в подающей линии т/сети t₁ и обратной линии т/сети t_2;

с – теплоемкость воды, кДж/кг К.

Если теплоноситель – пар, то его расход определяется по формуле:

m_п = Q / (h˝ - h′ ), кг/с (4.1.2.)

h″ - энтальпия сухого насыщенного пара при Рп, кДж/кг;

h′ - энтальпия конденсата при Рп, кДж/кг;

Далее расчет расходов теплоносителя производится с помощью электронных таблиц по ранее рассчитанным тепловым нагрузкам.

Таблица 4.1.1. Определение расхода греющего теплоносителя.

Теплоноситель – вода, график 130-70

	Qот.	Qв.	Qгвс	Вот.г.	Вв.г.	Вгвс.г
	кВт	кВт	кВт	кг/с	кг/с	кг/с
Здание № 1	345,1	153	186,8	1,37	0,61	0,74
Здание № 2	43,2	140	31,5	0,17	0,56	0,13
Здание № 3	354,4	292,1	159,6	1,41	1,16	0,63
Здание № 4	244,9	457	95,8	0,97	1,82	0,38
Здание № 5	352,66	214,2	165,4	1,40	0,85	0,66
Здание № 6		0	0	0,00	0,00	0,00
Здание № 7		0	0	0,00	0,00	0,00
Здание № 8		0	0	0,00	0,00	0,00
Здание № 9		0	0	0,00	0,00	0,00
Здание № 10		0	0	0,00	0,00	0,00
ИТОГО	1340,3	1256,3	639,1	5,33	5,00	2,54

В таблице 4.1.2. приведен пример определения расхода пара Р = 0,7 Мпа для расчета пароводяных подогревателей.

Таблица 4.1.2. Определение расхода греющего теплоносителя.

теплоноситель – пар Р = 0,7 МПа, h″ = 2760 кДж/кг, h′ = 685 кДж/кг.

	Вп.от	Вп.в.	Вп.гвс
	кг/с	кг/с	кг/с
Здание № 1	0,1697	0,0752	0,0827
Здание № 2	0,1734	0,0474	0,0139
Здание № 3	0,1204	0,1436	0,0707
Здание № 4	0,0212	0,0225	0,0424
Здание № 5	0,1743	0,1053	0,0732
Здание № 6	0,0000	0,0000	0,0000
Здание № 7	0,0000	0,0000	0,0000
Здание № 8	0,0000	0,0000	0,0000
Здание № 9	0,0000	0,0000	0,0000
Здание № 10	0,0000	0,0000	0,0000
ИТОГО	0,6591	0,3941	0,2829

4.1.1. Расход теплоносителя на участке 0-а:

В_о-а = В₁ + В₂ + В₃ + В₄ + В₅, кг/с; (4.1.1.)

В₁-В₅ – суммарные расходы теплоносителя на отопление и вентиляцию соответственно для зданий №№1…5 по графику 130 – 70⁰С. (см. Таблицу 4.1.1.)

Расход теплоносителя на участке а – в:

В_а-в = В₄ + В₂ + В₅, кг/с; (4.1.2.)

Расход теплоносителя на участке в - с:

В_b-с = В₂+ В₅, кг/с; (4.1.3.)

Расход теплоносителя на участке с – 5:

В_с-5 = В₅, кг/с; (4.1.3.)

Расходы теплоносителя на участках ответвлений равны расходам теплоносителя для зданий, к которым прокладываются ответвления.

Расходы теплоносителя и длинны участков заносятся в таблицу исходных данных для гидравлического расчета.

Таблица 4.1.3. Расходы теплоносителя и длинны участков расчетной магистрали.

Участки	0-а	а - b	b - с	с - 5	0 - 5
l, м	100	100	50	60	310
В, кг/с	10,33	5,78	2,98	2,25

Далее производится предварительный расчет магистрали.