Пьезометрический график напоров водяной тепловой сети. Гидростатический и гидродинамический режимы её работы

Для водяных тепловых сетей после гидравлического расчёта производят построение пьезометрического графика (графика напоров) для основной расчётной магистрали и характерных ответвлений, а при нескольких магистральных одного источника тепла - для каждой из магистралей, совмещая их на одном чертеже.

Пьезометрический график позволяет судить о напорах в любой точке сети, о располагаемых перепадов (напоров) у абонентов, и следовательно даёт возможность выбирать гидравлические режимы работы сети из условия их надёжности, рациональные схемы присоединения потребителей к сети. Основные требования к режиму напоров водяных тепловых сетей состоят в следующем:

- напор в любой точке системы не должен превышать допускаемых пределов прочности установленного оборудования источников тепла и местных систем отопления, вентиляции и ГВС, присоединяемых зданий. Наименьший допустимый напор имеют местные отопительные системы с чугунными радиаторами. На них обычно и ориентируются при построении пьезометрического графика, он составляет 60 м вод.ст. Поэтому напор в обратной линии тепловой сети и статическое давление системы не должно превышать 50 м вод. ст. Для стальных отопительных приборов не выше 80 м вод. ст.

- напор во всех точках тепловой сети и местных систем должен быть выше атмосферного не менее чем 5 м вод.ст. для предупреждения подсоса воздуха и связанного с этим нарушения циркуляции воды в местных системах и возникновения внутренней коррозии местных систем и тепловых сетей.

- во всасывающих патрубках сетевых насосов должен быть обеспечен напор избыточный не ниже 5 м вод. ст., который предупреждает возникновение кавитации в них.

- давление в подающей линии тепловых сетей должно поддерживаться на таком уровне, чтобы избежать вскипания воды при температуре выше 100°С.

Все эти требования должны выполняться как при циркуляции воды в системе - гидродинамический режим, так и при состоянии покоя - гидростатический.

На пьезометрическом графике по горизонтали откладывают длины участков тепловой сети, по вертикали - профиль местности, высоту характерных зданий, присоединяемых к тепловым сетям, величины напоров в сети. Условно принимают, что отметка прокладки трубопроводов, установки насосов и нагревательных приборов в первом этаже зданий совпадают с отметкой земли. Высшее положение воды в местной системе принимают равным высоте здания с запасом 3-5 м.

Статическое давление на графике характеризуется горизонтальной линией, проведённой на отметке 5 м выше наиболее высокого здания. Давление в любой точке системы при гидродинамическом режиме должно обеспечивать заполнение системы водой, предотвращать вскипание воды и не превышать допустимого по прочности оборудования, трубопроводов тепловой сети и местных систем присоединяемых зданий. Для принятого в настоящее время температурного графика 150/70 это давление может быть принято 40 м вод. ст. Для водогрейных котлов дополнительно учитывают возможность локального вскипания воды в трубках поверхности нагрева и наименьшее давление, предотвращающее вскипание воды, принимают при температуре насыщения, превышающей расчётную на 30°С. На входе в котёл давление должно быть выше на величину гидравлических потерь давления в котле при наибольшем расчётном распаде воды. Ориентировочно наименьшее давление воды на входе в котёл принимается для температурного графика 150/70 - 108 м вод.ст. линия давления в подающем трубопроводе при расчётном и других гидродинамических режимах должна располагаться выше линии невскипания. Условная линия невскипания повторяет геодезический профиль положения воды в системе и при сложном рельефе местности может пересекаться с линией статического давления.

Для предварительного построения пьезометрического графика можно рекомендовать следующий метод:

Принимая за нуль отметку самой низкой точки района тепловой сети, строится профиль местности. На профиле в масштабе вычерчиваются высоты присоединяемых зданий. Выбирается и наносится линия статического давления. Строится линия напора из условия невскипания воды в самой высокой точке района при заполнении системы водой с максимальной температурой.

Намечается положение пьезометрического графика обратной магистрали, исходя из заданной удельной линейной потери напора и удовлетворения следующих требований:

а) напор в обратной магистрали не должен превышать 50 м вод.ст. что позволяет присоединить все отопительные системы к тепловой сети по зависимой схеме;

б) пьезометрический напор в обратной магистрали не должен быть ниже 5 м вод.ст. во избежания вакуума.

При выборе положения пьезометрического графика подающей магистрали должны быть удовлетворены следующие требования:

а) пьезометрический график подающего трубопровода не должен пересекать линию вскипания;

б) располагаемый напор в конечной точке тепловой сети должен быть равен или больше расчётной потери напора на абонентском вводе, которая зависит от характера местной системы и схемы её присоединения к тепловой сети.

Различают 2 режима динамический и статический.

Задачей динамического режима является обеспечение циркуляции теплоносителя (воды) во всех звеньях системы теплоснабжения (теплообменниках источника теплоты, трубопроводах тепловой сети, потребителях).

К динамическому режиму предъявляются следующие требования: напоры перед тепловыми пунктами должны быть достаточными для подачи соответствующего расхода воды в местные системы теплопотребления:

-давление в подающем трубопроводе на всём его протяжении должно быть не ниже давления, обеспечивающее невскипание в трубопроводе воды;

-давление в обратном трубопроводе должно быть выше статической высоты большинства отопительных систем для обеспечения их залива; давление в обратном трубопроводе должно максимально обеспечивать зависимое присоединение отопления, т.е. оно не должно приводить к разрушению отопительных систем.

Динамический режим обеспечивается: работой сетевых насосов, устанавливаемых на источнике теплоты и в промежуточных точках сети (на подстанциях), работой подпиточных насосов, дроссельными устройствами, устанавливаемых в промежуточных точках сети. С помощью сетевых насосов создается необходимый напор перед тепловыми пунктами.

Подпиточные насосы служат для восполнения потерь сетевой воды при утечках через неплотности в трубопроводах и поддержания в тепловой сети давлений на требуемом уровне.

Задачей статического режима является: обеспечение заполнения систем отопления при отсутствии циркуляции. При статическом режиме давления в точках присоединения систем отопления должно быть выше статической высоты систем отопления и в то же время ниже давления допустимого для системы отопления по условиям прочности. Статический режим обеспечивается работой подпиточных насосов и соответствующих регулирующих устройств. При сложном рельефе местности (большая разность высот), тепловая сеть при статическом режиме делится на зоны. В каждой зоне при остановке сетевых насосов поддерживается своё значение статического давления.

№50