Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные проблемы теплогазоснабжения населенных мест и предприятий. Учебное пособие (курс лекций)
.pdf
171
При качественном регулировании задачей расчёта является
определение температуры воды в зависимости от тепловой нагрузки. Расход воды остаётся постоянным в течение всего отопительного сезона.
Общее уравнение для регулирования отопительной нагрузки
при зависимых схемах присоединения отопительных установок к
тепловой сети имеет вид:
tt
Q
Q
ОТ
/
ОТ
==
где
Q
ОТ
Q – относительный расход тепла на отопление;
ОТ
tt
-
НВ
Р
tt
-
О.НВ
-
=
0,21
/
/
tt
-
0,2
1
=
tК
D
×
ОТ
, (5.22)
/
/
tК
D
×
ОТ
Qот – расход тепла на отопление при текущей температуре наружного воздуха;
t1, t
– соответственно температура сетевой воды в подающем
2,0
и обратном трубопроводах тепловой сети;
К – коэффициент теплопередачи отопительного прибора;
Dtот – температурный напор в нагревательном приборе при тех
же условиях;
/
Q ,
ОТ
туре наружного воздуха
/
t,t ,
0,2/1
/ОТ/
t,К
D
– те же величины при расчётной темпера-
Р
t .
О.Н
Температурный напор при смешении воды в узле ввода определяют по формуле:
Dtот = 0,5 · ( t3 + t
t3 = (t1 + t
· U)/(1+U);
2,0
) – tв;
2,0
где t3 – температура воды в подающем трубопроводе отопительной системы после смесительного устройства;
Зависимость коэффициента теплопередачи отопительных приборов описывается уравнением:
×=
, (5.23)
ОТ
п
)t(АК
D
где А и n – константы, зависящие от типа прибора и схемы его
установки (из опыта эксплуатации систем можно принять n=0,25).
С учётом расчётных формул для определения К общее уравнение регулирования будет иметь вид:
tt
Q
ОТ
-
=
0,21
/
/
tt
-
0,2
1
t
D
(
=
t
D
ОТ
/
ОТ
n1
+
)
. (5.24)
172
Подставляя значения Dtот и t3 в последнее выражение, получим:
[Q
где
d
/
q
– расчётный перепад температур в отопительной системе.
=
ОТ
/
/
0
ttt -=×
1
/
/
0,2
1
/
tt
-
1
U
=
/
tt
-
3
/
– расчётная разность температур сетевой воды;
0,2
В0,21
+××-+×+
В
/
3
/
0,2
/
t
×
d
0
1
=
-
/
q
Последовательно решая уравнение безразмерной нагрузки
/
относительно температур
t,t
, t3, получим группу аналитиче-
0,2/1
т1
+
]
, (5.25)
)U1(t2)U21(tt
, (5.26)
Q
ОТ
)U1(t2)U21(tt
+××-+×+
ских зависимостей вида:
а) температура воды в подающем трубопроводе:
0,8
/
ОТВ1
ОТ
0
//
Q)5,0t(Qttt ××-×+×+=
qdD
; (5.27)
ОТ
б) температура воды после отопительной системы:
0,8
/
010,2
ОТ
/
ОТВ
ОТ
/
Q5,0QttQttt ××-×+=××-=
qDd
ОТ
;(5.28)
в) температура после смесительного устройства на вводе отопления:
0,8
0,23
ОТ
/
ОТВ
ОТ
/
Q5,0QttQtt ××+×+=×+=
qDq
. (5.29)
ОТ
Как следует из полученных расчётных формул для температур
/
t,t
, t3, температура воды является однозначной функцией на-
0,2/1
грузки отопления. Принимая значения
/
Q в рабочем интервале
ОТ
значений (0¸1), можно найти соответствующие значения температуры воды. Общий вид температурного графика при исходных
данных: С70t,С150t
1
0/
0/
== , С18t,С95t
0,2
0/
3
0
== представлен на
В
рисунке 5.6. Такой график называется отопительным.
При независимой схеме присоединения абонентов к тепловой
сети, представленной на рисунке 5.7, в отопительные приборы поступает вода, нагреваемая в отопительном теплообменнике за счёт
тепла сетевой воды.
173
Рис. 5.6. График температур качественного регулирования
по отопительной нагрузке для зависимой схемы
присоединения отопительных установок
Рис. 5.7. Схема независимого присоединения отопительной системы:
1 – теплообменник системы отопления; 2 – циркуляционный насос
174
При количественном регулировании температура сетевой
воды в подающем трубопроводе постоянна. Регулирование тепловой нагрузки осуществляется изменением расхода воды. Задачей
расчёта является определение расхода сетевой воды и её температуры в обратном трубопроводе в зависимости от величины отопительной нагрузки.
Искомые расчётные выражения выводятся из общего уравнения
/
t
Q
Q
OT
/
OT
1
= const.
==
/
ПЕРВ
G
ПЕРВ
/
G
ПЕРВ
)tt(G
-×
0,21ПЕРВ
,
/
/
1
G
=
OT
)tt(G
-×
0,2
. (5.30)
регулирования при условии
Q
OT
где
График количественного регулирования представлен на рисунке 5.8.
Относительный расход сетевой воды определяется из выражения:
/
/
OT
1
×=
QG
OT
)tt(
-
0,2
=
)tt(
-
0,21
1
+
Q
OT
/
t
D
OT
×-×
0
qd
-×
//
)5,0t(
OT
8.0
)Q1(
.(5.31)
Температуру сетевой воды в обратном трубопроводе определяют по формуле:
Q
/
10,2
/
OT
ttt ××-=
d
0
. (5.32)
G
OT
Основные достоинства количественного регулирования – сокращение расхода электроэнергии на перекачку теплоносителя.
Однако снижение расхода теплоносителя может вызвать разрегулировку системы. Исследованиями установлено, что для устранения переменного влияния естественного давления, вызывающего разрегулировку систем отопления, изменение расхода воды
должно отвечать зависимости:
m
OT
)Q(G =
. (5.33)
OT
Значения степенного коэффициента m принимают:
– m=0,33 – для двухтрубных систем отопления;
– m=0,20¸0,25 –для однотрубных систем.
175
Рис. 5.8. График количественного регулирования по отопительной
нагрузке при:
/
1
q
В
0
С 18t ;25 ;150t
===
Контроль расхода тепловой энергии осуществляется в специ-
ально оборудованных узлах учета тепла на абонентских вводах у
потребителя.
Поскольку энтальпия рабочего тела (сетевой воды) как энергетический параметр не может быть непосредственно измерена то
необходимо произвести замеры температур сетевой воды в подающем и обратном трубопроводе, а также определить расход теплоносителя.
Для определения расхода потребляемого тепла необходимо
произвести вычисления в соответствии с уравнением теплового
баланса:
××=
осв
,кВт),t–t(CGQ
(5.34)
где G – расход сетевого теплоносителя, кг/с;
176
Св=4,19 кДж/кг∙К – удельная теплоемкость воды;
tc; tо – температуры сетевой воды соответственно в подающем и
обратном трубопроводе.
Современный уровень развития контрольно-измерительной аппаратуры позволяет выполнять подобные расчеты специальными
электронными устройствами – контроллерами – с записью всех текущих параметров теплоносителей и передачей сигнала по радиоканалу на центральный диспетчерский пункт.
5.3.1. Особенности теплопотребления
промышленными предприятиями и потребителями
коммунально-бытового сектора
На абонентских вводах промышленных предприятий про-
исходит передача тепла (или в зависимости от схемы, и самого теплоносителя) из теплосети в местные системы теплоснабжения потребителей. При этом, как правило, осуществляется утилизация не
использованного в местных системах отопления и вентиляции тепла. Это тепло расходуется для приготовления воды систем горячего водоснабжения.
Особенности теплопотребления промышленными предпри-
ятиями определяются сменностью их работы (1–3 смены) и гра-
фиком почасовой загрузки теплоиспользующего оборудования.
Технологическая тепловая нагрузка предприятий определяется
по максимальным нагрузкам отдельных теплоиспользующих аппаратов на основании почасового графика суточного потребления
тепла.
Почасовой график потребления тепла (рисунок 5.9) формируется по данным временной загрузки аппаратов (рисунок 5.10) в соответствии с технологическими картами выработки продукции.
Особенности теплопотребления коммунально-бытовым сектором заключаются в сезонном характере потребления тепла на
нужды отопления и вентиляции жилых, общественных и производственных помещений.
Классификация потребителей теплоты в коммунально-бытовом
секторе осуществляется по времени их действия на сезонные и
круглогодовые.
177
Рис. 5.9. Почасовой график суточного потребления тепла
Рис. 5.10. Почасовой график суточной загрузки оборудования
Как сезонные, так и круглогодовые тепловые нагрузки имеют
колебания в течение времени своего действия. Природа колебаний
сезонных нагрузок обусловлена изменениями температуры наружного воздуха в течение отопительного периода. Колебания круглогодовых нагрузок определяются характером суточной неравномерности потребления технологического тепла или горячей воды в
системе горячего водоснабжения.
При проектировании и расчёте централизованного теплоснабжения в качестве определяющих нагрузок принимаются максимальные часовые расходы тепла по отдельным видам теплопотребления и суммарные часовые расходы тепла по абоненту в целом с учётом несовпадения часовых максимумов расхода тепла по
отдельным видам теплопотребления.
178
Общий расчётный расход тепла (тепловая нагрузка), который
должна обеспечивать система теплоснабжения, определяется как
сумма максимальных тепловых нагрузок по всем видам теплопотребления:
Qp = K × (Qот+ Qв+ Qк+ Q
г.в.
+ Q
), Вт, (5.35)
техн.
где К – коэффициент, учитывающий потери тепла в тепловых сетях, принимаемый в зависимости от особенностей прокладки теп-
лотрассы в пределах 1,03¸1,08;
Q
– отопительная нагрузка;
от
Qв – вентиляционная нагрузка;
Qк – нагрузка кондиционирования (при наличии подогрева воз-
духа);
Q
– нагрузка горячего водоснабжения;
г.в
Q
– технологическая нагрузка.
техн
Расчёты по всем основным видам теплопотребления производят
по укрупнённо нормативным показателям. Степень укрупнения и
соответствующие нормативы могут быть различными (по микрорайону, городу, жилому массиву, общественному центру, отдельным типам зданий).
Из укрупнённых показателей расходов тепла наименьшей степенью укрупнения, следовательно, и наибольшей точностью обладают показатели по отдельным зданиям.
На различных этапах проектирования системы теплоснабжения
применяются показатели разной степени укрупнения в зависимости от требуемой точности. И только на завершающей стадии расходы тепла определяют более точно, то есть по данным типовых
проектов или инвентаризационным материалам.
Для определения полного расхода тепла в течение отопительного сезона и выбора экономичного режима работы оборудования системы теплоснабжения строится интегральный график
продолжительности сезонной нагрузки, представленный на рисунке 5.11.
На левой части графика (а) строится зависимость величины тепловой нагрузки (ось ординат) от температуры наружного воздуха
(ось абсцисс). При этом в качестве отдельной составляющей учитывается вентиляционная нагрузка только общественных зданий:
тепловая нагрузка на вентиляцию жилых зданий входит составляющей в отопительную нагрузку.
179
На правой части графика (б) строится зависимость продолжительности сезонной нагрузки: для принимаемой текущей температуры наружного воздуха tнi по графику (а) определяется соответствующая суммарная тепловая нагрузка Q
, которая переносится
(от+в)i
на часть графика (б). Одновременно на оси времени графика (б)
откладывается число часов стояния Zi температур наружного воздуха, равных tнi и ниже неё (принимается по данным СниП
«Строительная климатология»). По этому же СНиП принимается
для рассматриваемой географической зоны и продолжительность
отопительного периода Zот. Отопительный период условно подразделяется на два диапазона:
Рис. 5.11. График продолжительности сезонной нагрузки
5.4. Схемы теплообеспечения
промышленных предприятий
На абонентских вводах промышленных предприятий происходит передача тепла (или в зависимости от схемы и самого теплоносителя) из теплосети в местные системы теплоснабжения потребителей. При этом, как правило, осуществляется утилизация не
использованного в местных системах отопления и вентиляции тепла. Это тепло расходуется для приготовления воды систем горячего водоснабжения.
На абонентских вводах осуществляется редукцирование параметров теплоносителя, а также сбор конденсата и возврат его к источнику тепла.
180
Схемы абонентских вводов промышленных предприятий
отличаются большим разнообразием, и поэтому выбор окончательного варианта зависит от производственной программы, вида
выпускаемой продукции, сменности и сезонности работы, а также
ряда других факторов.
На вводах происходит местное (абонентское) регулирование
количества отпускаемого тепла и его температурного потенциала.
При этом осуществляется также автоматизированный контроль за
работой этих систем.
Отопительно-вентиляционные абонентские вводы обеспечивают присоединение абонентов по зависимым или независимым
схемам.
Принципиальная схема подключения технологического теплопотребления, отопительно-вентиляционных нагрузок и системы
горячего водоснабжения предприятия к паровой системе теплоснабжения показана на рисунке 5.12.
При непосредственном или понизительном подключении (через
смесительные узлы) местных систем к тепловой сети существует
гидравлическая связь между теплосетью и местной системой. Такие системы получили название зависимых (зависимое присоединение).
При подключении теплопотребляющей нагрузки абонента через
промежуточный теплообменник гидравлическая связь с тепловой
сетью отсутствует, и такая схема называется независимой.
На представленной схеме абонентского ввода (рисунок 5.12)
получение горячей воды на мойку технологического оборудования
и санитарно-бытовые нужды осуществляется по независимой схеме в бойлере 3.
Работа калорифера 8 системы вентиляции и водоструйного элеватора 9 системы отопления осуществляется по зависимой схеме.
При этом необходимо отметить, что греющим теплоносителем в
этих санитарно-технических системах является высокотемпературный конденсат, собираемый в бак 9 от технологических аппаратов 2, которые обогреваются паром.
На технологические аппараты поступает высокотемпературный
пар непосредственно из сетевого паропровода. Для работы бойлера, по условиям его эксплуатации требуется снижение давления до
1,5 ÷ 3,0 атм.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]