1.2 Гидравлический расчет тепловых сетей

Задачи гидравлического расчета

Гидравлический расчет – один из важнейших разделов проектирования и эксплуатации тепловой сети.

При проектировании в гидравлический расчет входят следующие задачи:

1. определение диаметров трубопроводов;

2. определение падения давления (напора);

3. определение давлений (напоров) в различных точках сети;

4. увязка всех точек системы при статическом и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских системах.

Результаты гидравлического расчета позволяют получить следующие исходные данные:

1) для определения капиталовложений, расхода металла (труб) и основного объема работ по сооружению тепловой сети;

2) установления характеристик циркуляционных и подпиточных насосов, количества насосов и их размещения;

3) выяснения условий работы источников теплоты, тепловой сети и абонентских систем и выбора схем присоединения теплопотребляющих установок к тепловой сети;

4.  выбора средств авторегулирования в тепловой сети на ГТП, МТП и на абонентских вводах;

5.  разработки режимов эксплуатации систем теплоснабжения.

Основные требования к режиму давлений водяных тепловых сетей из условия надежности работы системы теплоснабжения сводятся к следующему:

1. нельзя превышать допустимых давлений в оборудовании источника, тепловой сети и абонентских установок. Допустимое избыточное (сверх атмосферного) давление в стальных трубопроводах и арматуре тепловых сетей зависит от применяемого сортамента труб и в большинстве случаев составляет 1,6-2,5 МПа;

2. обеспечение избыточного (сверх атмосферного) давления во всех элементах системы теплоснабжения для предупреждения кавитации насосов (сетевых, подпиточных, смесительных) и защиты системы теплоснабжения от подсоса воздуха. Невыполнение этого требования приводит к коррозии оборудования и нарушению циркуляции воды. В качестве минимального значения избыточного давления принимают 0,05 МПа (5 м. вод. ст.);

3) обеспечение не вскипания сетевой воды при гидродинамическом режиме системы теплоснабжения, т.е. при циркуляции воды в системе.

Во всех точках системы теплоснабжения должно поддерживаться давление, превышающее давление насыщенного водяного пара при максимальной температуре сетевой воды в системе.

Для проведения гидравлического расчета должны быть заданы схема и профиль тепловой сети, указаны размещение источников теплоты и потребителей и расчетные нагрузки.

Суммарное падение давления:

кПа [1, ф.(5.25)], (2.7)

где – удельное падение давления, Па/м;

– длина трубопровода, м;

– эквивалентная длина местных сопротивлений, м.

Удельное линейное падение в трубопроводе:

Па/м [1, ф.(5.8)], (2.8)

где – коэффициент гидравлического трения;

– скорость теплоносителя, м/с;

– плотность теплоносителя, кг/м³;

– внутренний диаметр трубопровода, м.

Коэффициент гидравлического трения:

[1, ф.(5.9)], (2.9)

где –  эквивалентная относительная шероховатость; для стальных

водяных и тепловых сетей [2, с.9];

– безразмерное число Рейнольдса.

Эквивалентная длина местных сопротивлений:

м [1, ф.(5.20а)], (2.10)

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Пример гидравлического расчета для участка №1:

Суммарное падение давления:

Удельное линейное падение в трубопроводе:

Коэффициент гидравлического трения:

Эквивалентная длина местных сопротивлений:

Проводим аналогичные расчеты для других объектов по формулам (2.7-2.10).

Кроме этого для нахождения требуемого напора насосов к этому значению потерь напора следует прибавить:

1) Потери в автономной котельной (20 м); по [1,с. 210],

2) Необходимый напор у абонентов (10 м); по [1,с. 210].

Необходимый напор сетевых насосов: H_сн = 33,5 м.