книги из ГПНТБ / Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР)

1. Для всех способов прокладки трубопроводов увеличе­ ние температуры окружающей среды* tcp слабо влияет на уменьшение удельных теплопотерь. В диапазоне взятых нами исходных данных отношение удельных теплопотерь при t cp = 0°С к удельным теплопотерям при t(p = 20°С зависит только от температуры теплоносителя и составляет при t T.c= Ю0°С— 0,83 и при t T.c= 200°С — 0,91, независимо от характера про­ кладки трубопроводов (для подземной прокладки такая зако­ номерность хорошо наблюдается из графика на рис. 2—2).

Значительным оказывается влияние термического сопротивле­ ния изоляции. Для бесканальной прокладки отношение qj :q*

увеличивается с увеличением термического сопротивления изо­ ляции, а для воздушной прокладки, наоборот, отношение Ч в : Чк уменьшается с увеличением этого сопротивления.

Таким образом, при примерно равных условиях минималь­ ные тепловые потери окажутся при канальной прокладке, а максимальные — при бесканальной. С точки зрения сокраще­ ния только теплопотерь наиболее приемлемой является каналь­ ная прокладка.

3. С увеличением диаметра трубопроводов удельные теилопотери растут. Относительный рост удельных теплопотерь с увеличением диаметра трубопровода от 100 мм до 700 мм,

—100 колеблется в пределах 2,34 Д- 3,6 (табл. 2—1). Это отно-

Ч 700

шение слабо зависит от температур среды и теплоносителя. При идентичных условиях влияние диаметра сравнительно сильно сказывается при воздушной прокладке. В этом случае

Ч 700

величина —;— изменяется в пределах 2,8 ф- 3,6.

Ч юо

4. Влияние скорости ветра (при воздушной прокладке) на удельные теплопотери незначительно и практически им можно пренебречь.

Следует подчеркнуть, что такой анализ имеет условный характер. Многие из перечисленных величин взаимно связаны и поэтому рассмотрение влияния каждой из них на удельные

* Д л я в о зд у ш н о й п р о к л а д к и т р у б о п р о в о д о в — т е м п е р а т у р а н а р у ж н о г о в о з д у х а , д л я п о д з е м н ы х п р о к л а д о к — т е м п е р а т у р а г р у н т а .

82

Однако выполненные расчеты в целом достаточно нагляд­ но показывают, что климатические условия среды не оказы­ вают большого влияния на удельные теплопотери.

В условиях теплого климата удельные теплопотери могут заметно снижаться только при значительно высокой темпера­

Однако влияние внешних климатических условий на тран­ спорт тепла не исчерпывается еще выполненным анализом. Из­ вестно, что абсолютные величины теплопотерь в сетях зависят

также от диаметра и протяженности трубопроводов и от числа часов их работы в году. Значения последних обусловлено вели­

чиной и характером тепловых нагрузок, влияние на которых природно-климатических условий было изложено в § 1—1. Так, например, из-за сравнительно низкой теплоплотности центра-

8 4

лизация теплоснабжения в южных районах может привести при одинаковых, по сравнению с районами холодного клима­ та, тепловых нагрузках к сооружению более протяженных и

ответвленных тепловых сетей сравнительно малого диаметра. В этом случае влияние теплого климата с точки зрения тепловых потерь на централизацию теплоснабжения может оказаться даже отрицательным, если увеличение теплопотерь от протяженности трубопроводов значительнее, чем их умень­

шение из-за более малых диаметров.

сравниваемых климатических условиях протяженности тепло­ вых сетей пропорциональны отношениям теплоплотностей (при равных Qp^), то с точки зрения теплопотерь условия

транспорта тепла в обоих случаях окажутся идентичными (ес­ ли значение теплоплотности для теплого района меньше чем для холодного не более чем в три раза).

На транспорт тепла существенное влияние оказывает

также рельеф местности.

В горных районах сложность рельефа затрудняет и удоро­ жает транспорт тепловой энергии, и тем самым оказывает отрицательное влияние на централизацию теплоснабжения.

Отрицательное влияние сложного рельефа на экономику транспорта тепловой энергии может быть вызвано не только дополнительными затратами, связанными с падением давле­ ния пара в паропроводах, сооружением промежуточных под­ качивающих станций для водяных сетей, но и значительным осложнением самих сетей с точки зрения их конфигурации и особенно регулирования гидравлических режимов.

Величинами, характеризующими рельеф, могут служить разность геодезических уровней (средняя и максимальная), уклон и его направление и т. д. Уклон может быть как односто­ ронним с расположением источника теплоснабжения в нижней или верхней точках, так и двухсторонним (подъем и спуск, спуск и подъем). В отдельных случаях, в пределах теплоснаб­ жающей системы, могут оказаться более сложные комбинации этих элементов. Условия рельефа могут диктовать не только конфигурацию, но и способ прокладки тепловых сетей—под­ земные или надземные, а также вид теплоносителя.

85

возникают осложнения с отводом конденсата, особенно при значительной протяженности паропровода.

В некоторых случаях целесообразно сооружение только транзитного паропровода до тепловых пунктов, откуда уже горячая вода по водяным сетям распределяется между потре­ бителями.

Таким образом, с точки зрения преодоления затруднений,, связанных со сложностью рельефа, более выгодным может оказаться применение пара в качестве теплоносителя. Пред­ полагается, что надежность системы теплоснабжения в этом случае окажется более высокой, чем при чисто водяной систе­ ме. При сравнительно благоприятных рельефных условиях не исключено, однако, и применение водяных тепловых сетей. Ни­ же приводится предварительное обобщающее рассмотрение влияния рельефа на работу водяных тепловых сетей, выпол­ ненное для двух сравнительно простых случаев. В целях упро­ щения рассматриваемый участок теплопровода условно раз­ делен на две зоны [Л. 4].

а) Первый случай. Источник теплоснабжения находится в низшей точке сети (рис. 2—3), а потребители расположены выше. При большой разности геодезических отметок местности, когда невозможно поддерживать одинаковое статическое давление для всей системы теплоснабжения, приходится раз­ бивать ее на несколько статических зон с дополнительными н е й т р а л ь н ы м и точками в них.

Основная нейтральная точка устанавливается на станции; а поддержание постоянного давления в ней осуществляется при помощи подпиточного устройства, состоящего из подпиточного насоса ПН и регулирующего клапана 1, получающего импульс от точки 0 (расположенной на обводной линии АОА).

Дополнительная нейтральная точка 0' устанавливается на об­ ратной линии тепловой сети в стыке обеих зон.

Давление в ней поддерживается дополнительным подка­ чивающим насосом ПНД с регулирующим клапаном 2, полу­ чающим импульс от точки О'.

На подающей линии для повышения давления устанавли­ вается подкачивающий насос ПКН и обратный клапан 4 для разделения зон. Для понижения давления на обратной линии устанавливается дроссель 3, получающий импульс от точки О'.

В целях поддержания нормального гидравлического ре­ жима работы тепловых сетей необходимо, чтобы уровень ста­

86

Напор, развиваемый подкачивающим насосом ДН н, равен

ДНн = V2 — Vi — Д Н 0 6 . 1 -f- ДНпод.н ~Ь ДН , (2— 21)

абонента. Эту зависимость можно определить и графическим путем.

б) Второй случай. Источник теплоснабжения находится в. верхней точке (рис. 2—4). Для предупреждения раздавлива-

Источник теплоснабжения находится в верхней точке уклона.

ния нижних абонентов систему можно разделить на зоны. Поддержание постоянного давления в основной нейтральной точке 0 осуществляется таким же методом, как и в первом случае. На подающей линии устанавливаются дроссель 3t поддерживающий заданное давление после себя (в точке С),

88

и клапан отсечки 4 для разделения зон, получающий импульс

от дополнительной нейтральной точки 0'. На обратной линии устанавливается насос ПНД с регулирующим клапаном 2, получающий импульс от той же нейтральной точки 0' и обрат­ ный клапан 6 для отсечки зон в случае остановки насосов.

Напор, развиваемый подкачивающим насосом, в этом случае можно определить по формуле

и имея расход теплоносителя, можно выбрать насосы и обо­ рудования, входящие в состав насосной подстанции. После этого можно определить экономические показатели насосной подстанции и системы теплоснабжения в целом.

Очевидно, при сложном рельефе и значительной протя­ женности теплопроводов прежде всего следует определить о п т и м а л ь н о е число зон р а з д е л е н и я . При наличии до­ статочного объема соответствующих проектно-сметных мате­ риалов это важное обстоятельство можно будет учесть.

Имея в виду, что развитие централизованного теплоснаб­ жения в районах теплого климата прежде всего зависит от технико-экономических показателей транспорта тепла, следует более тщательно исследовать влияние на последних природноклиматических и других местных условий (например, исполь­ зование местных материалов для теплоизоляции трубопрово­

дов, изготовления антикоррозионных покрытий и т. п.).

В этом смысле изложенное исследование имеет только

.предварительно-поисковый характер.

§ 2—5. Местные природные условия и выбор системы теплоснабжения

Экономическая эффективность централизации теплоснаб­ жения в значительной мере зависит от самого способа его осуществления, иначе говоря,—от выбранной с и с т е м ы цен­ трализованного теплоснабжения.

При конкретных вариантных проработках это обстоятель­ ство, конечно, учитывается. О. и, ако оольшинство из них вы­ полнено для районов, природные условия которых значитель­ но отличаются от условий южных районов. Поэтому соответ­ ствующие проектно-сметные материалы не позволяют еще де­ лать широкие обобщения и обоснованные рекомендации.

89