Расчет магистрали тепловой сети. Определение тепловая сетьРасчет магистрали тепловой сетиЦелью гидравлического расчёта является определение диаметра трубопровода тепловой сети; скорости движения теплоносителя; давлений в различных точках и потерь давления на участках тепловой сети и по всей трассе. Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения выполняется для подающего теплопровода, а диаметры обратного теплопровода и падение давлений в нем принимаются такими же, как и в подающем. Гидравлический расчет производится в следующей последовательности:
Расчетная схема тепловой сети приведена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 - Расчетная схема тепловой сети Предварительный расчет магистрали Определяем приведенную длину каждого участка трубопровода: (4.2.1) где l – длина участка трубопровода по плану, м; lэкв. – эквивалентная местным сопротивлениям длина, м. Для предварительного расчета принимаем lэкв.=0,3· l. Исходя из заданных расходов теплоносителя по участкам магистрали, по справочным данным выбираем диаметры трубопроводов. Диаметры выбираются таким образом, чтобы удельные потери давления при данном расходе лежали в пределах 30÷80 Па/м. Далее, по известным удельным потерям давления, рассчитываем потери давления на участках: (4.2.2) Определяем суммарные потери до источника теплоты. Таблица 4.2.1 – Предварительный расчет магистрального трубопровода
Уточненный расчет магистрали Исходя из выбранных ранее диаметров трубопроводов, по справочным данным определяем эквивалентные местным сопротивлениям длины для каждого участка магистрали. Эквивалентные длины по участкам сведены в таблицу 4.2.2. Таблица 4.2.2 – Расчет эквивалентных длин основной магистрали
С учетом рассчитанных эквивалентных местным сопротивлениям длин, пересчитываем параметры магистрального трубопровода. Результаты расчета сводим в таблицу 4.2.3. Таблица 4.2.3 – Уточненный расчет магистрального трубопровода
studfiles.net ZuluThermoZuluThermo - набор программ для расчетов тепловых сетей. ZuluThermo - отличный помощник проектировщику, наладчику, инженеру, занимающемуся эксплуатацией системы централизованного теплоснабжения. Использование ZuluThermo позволяет лучше понимать режимы работы тепловой сети, анализировать аварийные ситуации, оценивать мероприятия по модернизации и перспективному развитию системы централизованного теплоснабжения. Программа может быть использована для решения различных задач таких как:Расчету подлежат тупиковые и кольцевые тепловые сети, в том числе с повысительными насосными станциями и дросселирующими устройствами, работающие от одного или нескольких источников. Программа предусматривает теплогидравлический расчет с присоединением к сети тепловых (ИТП) и центральных тепловых пунктов (ЦТП) по нескольким десяткам схемных решений. Возможен гидравлический расчет сети с использованием обобщенных потребителей без информации о тепловых нагрузках и конкретных схемах присоединения потребителей к тепловой сети. «Элементы, из которых строится сеть». В настоящий момент продукт существует в следующих вариантах:
Построение модели тепловой сетиЭлектронная модель тепловой сети создается графическим редактором ZuluGIS, при этом сразу формируется её расчетная математическая модель и таблицы к каждому объекту. Остается лишь задать расчетные параметры объектов и нажать кнопку выполнения расчета. Подробнее о том, как моделируется тепловая сеть читайте здесь... Геоинформационная система ZuluGIS имеет встроенные инструменты, позволяющие оценить результаты расчета и проверить правильность принятого инженерного решения, такие как: выполнение запросов к базам данных, вывод данных на карту, раскраска модели по пользовательским критериям, инструмент построения графиков падения давления, емпературы и т.п. Электронную модель и картографический материал можно распечатать, перевести в документ формата PDF, конвертировать в чертеж AutoCAD (dxf) или другие ГИС форматы. Отчет с результатами теплогидравлических расчетов можно распечатать или сохранить в виде электронной таблицы Excel. Конструкторский расчет тепловой сетиЦелью конструкторского расчета является определение диаметров трубопроводов тупиковой и кольцевой тепловой сети. В качестве источника может выступать любой узел системы теплоснабжения, например источник, ЦТП или тепловая камера. Для более гибкого решения данной задачи предусмотрена возможность изменения удельных линейных потерь, либо скорости движения воды по участкам тепловой сети. В результате расчета по участкам определяются диаметры трубопроводов, потери напора и скорости движения воды. По узловым точкам располагаемые напоры, давление в подающей и обратной трубе тепловой сети. В точке подключения определяется минимальный располагаемый напор, достаточный для осуществления циркуляции рассчитываемой подсети. Наладочный расчет тепловой сетиЦелью наладочного расчета является обеспечение потребителей расчетным количеством воды и тепловой энергии, при оптимальном режиме работы системы теплоснабжения в целом. Моделируется расчетный режим работы системы теплоснабжения. Качественная наладка может производиться только с учетом остывания теплоносителя, по его пути следования к потребителям. Для определения величины тепловых потерь используются две методики, потери определяются либо нормативным удельным показателям, либо по свойствам теплоизоляционного материала, с учетом степени его фактического износа. Наладка достигается регулировкой потребителей и центральных тепловых пунктов. Гашение избыточных напоров у абонентских вводов и ЦТП производят с помощью дросселирующих устройств. Дроссельные шайбы устанавливаются автоматически на подающем, обратном или обоих трубопроводах, в зависимости от необходимого для системы гидравлического режима. Расчет можно производить с учетом средств автоматического регулирования, установленного на потребителях или в центральных тепловых пунктах. В случае установки средств автоматического регулирования тепловой пункт и система теплоснабжения просчитывается на пропуск расчетных расходов. При отсутствии средств автоматического регулирования подбираются параметры дроссельных устройств. При работе нескольких источников на одну сеть определяется распределение воды и тепловой энергии между источниками. В случае, если имеющегося располагаемого напора на источнике недостаточно, автоматически подбирается новый. В результате расчета по участкам определяются потери теплоты и напора, остывание и скорости движения воды. По узловым точкам располагаемые напоры, температуры и давление в подающей, обратной трубе тепловой сети, время прохождения воды от источника. По потребителям величина расчетного расхода и избыточного напора, параметры дросселирующих и смесительных устройств и потери напора на них.Поверочный расчет тепловой сетиЦелью поверочного расчета является определение фактических расходов теплоносителя на участках тепловой сети и у потребителей, а также количество тепловой энергии, получаемое потребителем при фактических параметрах работы источника. Расходы в системе теплоснабжения и на каждую систему теплопотребления по отдельности, определяются исходя из параметров установленных дросселирующих устройств или наличия средств автоматического регулирования. Математическая имитационная модель системы теплоснабжения, позволяет анализировать гидравлический и тепловой режим работы системы, а также прогнозировать изменение температуры внутреннего воздуха у потребителей при штатных и нештатных режимах эксплуатации. Определять тепловую и гидравлическую разрегулировку на потребителях. Пример поверочного расчета:
Расчеты могут проводиться при различных исходных данных, в том числе аварийных ситуациях, например, отключении элементов тепловой сети (участки, насосное оборудование, запорно-регулирующее устройства), организации передачи воды и тепловой энергии от одного источника к другому и т.д. При работе нескольких источников на одну сеть определяется распределение воды и тепловой энергии между источниками. Подводится баланс по воде и отпущенной тепловой энергией между источником и потребителями. В результате расчета по участкам определяются потери теплоты и напора, остывание и скорости движения воды. По узловым точкам располагаемые напоры, температуры и давление в подающей, обратной трубе тепловой сети, время прохождения воды от источника. По потребителям располагаемый напор и потери напора на дросселирующих устройствах, температуры воды на входе и выходе в каждую систему теплопотребления, температура внутреннего воздуха. Расчет требуемой температуры на источникеЦелью задачи является определение минимально необходимой температуры теплоносителя на выходе из источника, для обеспечения расчетной температуры внутреннего воздуха на потребителях. Предусмотрена возможность задания температуры срезки графика и компенсации недоотпуска тепловой энергии. В результате расчета подготавливается график отпуска теплоты от источника. Температурный график строится для отопительного периода с интервалом в 1 °С. Расчет резерва пропускной способности сетиЦель расчета - определение резерва пропускной способности тепловой сети. В результате расчета определяются максимально возможные расходы, которые могут быть подключены в узлах или на участках тепловой сети, при обеспечении потребителей расчетным количеством воды и тепловой энергией, с требуемым располагаемым напором. Расчет может применяться для принятия решения при выдаче технических условий на подключение новых потребителей или при выборе места расположения новых объектов капитального строительства.Результаты расчета накапливаются в отдельном векторном слое, дополнительно сохраняются в табличном виде и наглядно демонстрируются в виде раскрасок, где каждому цвету соответствует диапазон значений подключаемого расхода (Подробнее...). Коммутационные задачиЦелью анализа переключений является поиск ближайшей запорной арматуры, позволяющей отключить (изолировать), указанный объект (участок, потребитель и т.д.) от сети. В результате выполнения коммутационных задач:
Пьезометрический графикЦелью построения пьезометрического графика является наглядная иллюстрация результатов гидравлического расчета (наладочного, поверочного, конструкторского). При этом на экран выводятся:
Расчет надежности системы теплоснабженияЦель расчета - количественная оценка надежности теплоснабжения потребителей систем централизованного теплоснабжения и обоснование необходимых мероприятий по достижению требуемой надежности. Расчет позволяет:
Расчет выполняется в соответствии с Методикой и алгоритмом расчета надежности тепловых сетей при разработке схем теплоснабжения городов ОАО «Газпром промгаз». Расчет нормативных потерь тепла через изоляциюЦелью данного расчета является определение нормативных тепловых потерь через изоляцию трубопроводов. Тепловые потери определяются суммарно за год с разбивкой по месяцам. Просмотреть результаты расчета можно как суммарно по всей тепловой сети, так и по каждому отдельно взятому источнику тепловой энергии и каждому центральному тепловому пункту (ЦТП), по различным владельцам (балансодержателям). Расчет может быть выполнен с учетом поправочных коэффициентов на нормы тепловых потерь. Результаты выполненных расчетов можно экспортировать в Microsoft Excel. Расчет выполняется в соответствии методикой и нормами плотности теплового потока указанными в Приказе №325 Министерства энергетики России, пособии KTM 204 244-94 для Украины и Постановлении Комитета по энергоэффективности при Совете Министров Республики Беларусь от 29.09.2006 №2. www.politerm.com Общие сведения о котельныхКотельной установкой называется комплекс устройств, предназначенных для выработки тепловой энергии в виде горячей воды или пара. Главной частью этого комплекса является котёл. В зависимости от того, для какой цели используется тепловая энергия, котельные подразделяются на энергетические, отопительно-производственные и отопительные. Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные сооружаются на промышленных предприятиях и обеспечивают тепловой энергией системы отопления, вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные предназначаются для тех же целей, но обслуживают жилые и общественные здания. По размещению на генеральном плане котельные подразделяются на отдельно стоящие, пристроенные и встроенные в здания другого назначения. Устройство котельных, пристроенных к жилым зданиям, к зданиям детских яслей-садов, школ, больниц и поликлиник, санаториев, учреждений отдыха, пионерских лагерей, а также котельных, встроенных в здания указанного назначения, не допускается. Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. При установке паровых котлов дополнительно устанавливают конденсатные баки, насосы для перекачки конденсата и теплообменники. Котельные средней и большой мощности отличаются сложностью оборудования и составом служебно-бытовых помещений. Кроме котлов, насосов и тягодутьевых устройств они имеют дополнительные поверхности нагрева (экономайзер и воздухоподогреватель), оборудование для водоподготовки, топливоподающие и шлакоудаляющие устройства, теплообменники, устройства автоматики и др. Объёмно-планировочные решения этих котельных должны удовлетворять требованиям Санитарных норм проектирования промышленных предприятий (СН 245-71), СНиП 2.09.02—85 и СНиП II-35-76. Тепловые сети. Способы прокладки теплопроводовТепловая энергия в виде горячей воды или пара транспортируется от источника теплоты (ТЭЦ или крупной котельной) к тепловым потребителям по специальным трубопроводам, называемым тепловыми сетями. Тепловая сеть — один из наиболее дорогостоящих и трудоемких элементов систем централизованного теплоснабжения. Она представляет собой теплопроводы — сложные сооружения, состоящие из соединённых между собой сваркой стальных труб, тепловой изоляции, компенсаторов тепловых удлинений, запорной и регулирующей арматуры, строительных конструкций, подвижных и неподвижных опор, камер, дренажных и воздухоспускных устройств. Проектирование тепловых сетей производят с учётом положений и требований СНиП 2.04.07—86 «Тепловые сети». По количеству параллельно проложенных теплопроводов тепловые сети могут быть однотрубными, двухтрубными и многотрубными. Однотрубные сети наиболее экономичны и просты. В них сетевая вода после систем отопления и вентиляции должна полностью использоваться для горячего водоснабжения. Однотрубные тепловые сети являются прогрессивными, с точки зрения значительного ускорения темпов строительства тепловых сетей. В трехтрубных сетях две трубы используют в качестве подающих для подачи теплоносителя с разными тепловыми потенциалами, а третью трубу в качестве общей обратной. В четырехтрубных сетях одна пара теплопроводов обслуживает системы отопления и вентиляции, а другая — систему горячего водоснабжения и технологические нужды. В настоящее время наибольшее распространение получили двухтрубные тепловые сети, состоящие из подающего и обратного теплопроводов для водяных сетей и паропровода с конденсатопроводом для паровых сетей. Благодаря высокой аккумулирующей способности воды, позволяющей осуществлять дальнее теплоснабжение, а также большей экономичности и возможности центрального регулирования отпуска теплоты потребителям, водяные сети имеют более широкое применение, чем паровые. Водяные тепловые сети по способу приготовления воды для горячего водоснабжения разделяются на закрытые и открытые. В закрытых сетях для горячего водоснабжения используется водопроводная вода, нагреваемая сетевой водой в водоподогревателях. При этом сетевая вода возвращается на ТЭЦ или в котельную. В открытых сетях вода для горячего водоснабжения разбирается потребителями непосредственно из тепловой сети и после использования её в сеть уже не возвращается. Качество воды в открытой тепловой сети должно отвечать требованиям ГОСТ 2874—82*. Тепловые сети разделяют на магистральные, прокладываемые на главных направлениях населенных пунктов, распределительные — внутри квартала, микрорайона и ответвления к отдельным зданиям.
Радиальные сети (тупиковые) (рис. 9.2а) сооружают с постепенным уменьшением диаметров теплопроводов в направлении от источника теплоты. Такие сети наиболее просты и экономичны по начальным затратам. Их основной недостаток — отсутствие резервирования. Во избежание перерывов в теплоснабжении (в случае аварии на магистрали радиальной сети прекращается теплоснабжение потребителей, присоединенных на аварийном участке) должно предусматриваться резервирование подачи теплоты потребителям за счёт устройства перемычек между тепловыми сетями смежных районов и совместной работы источников теплоты (если их несколько). Радиус действия водяных сетей во многих городах достигает значительной величины (15—20 км). Устройством перемычек тепловая сеть превращается в радиально-кольцевую, происходит частичный переход к кольцевым сетям. Для предприятий, в которых не допускается перерыв в теплоснабжении, предусматривают дублирование или кольцевые (с двусторонней подачей теплоты) схемы тепловых сетей (рис. 9.2б). Хотя кольцевание сетей существенно удорожает их, но зато в крупных системах теплоснабжения значительно повышается надёжность теплоснабжения, создаётся возможность резервирования, а также повышается качество гражданской обороны. Паровые сети устраивают преимущественно двухтрубными. Возврат конденсата осуществляется, по отдельной трубе — конденсатопроводу. Пар от ТЭЦ по паропроводу со скоростью 40—60 м/с и более идёт к месту потребления. В тех случаях, когда пар используется в теплообменниках, конденсат его собирается в конденсатных баках, откуда насосами по конденсатопроводу возвращается на ТЭЦ.
По способу прокладки тепловые сети делят на подземные и надземные (воздушные). Надземная прокладка труб (на отдельно стоящих мачтах или эстакадах, на кронштейнах, заделываемых в стены здания) применяется на территориях промышленных предприятий, при сооружении тепловых сетей вне черты города, при пересечении оврагов и т.д. (рис. 9.3). Надземная прокладка тепловых сетей рекомендуется преимущественно при высоком стоянии грунтовых вод. Преобладающим способом прокладки трубопроводов тепловых сетей является подземная прокладка: в проходных каналах и коллекторах совместно с другими коммуникациями; в полупроходных и непроходных каналах; бесканальная (в защитных оболочках различной формы и с засыпной теплоизоляцией). Наиболее совершенный, но и более дорогой способ представляет собой прокладка теплопроводов в проходных каналах , которые применяют при наличии нескольких теплопроводов больших диаметров. При температуре воздуха в каналах более 50С предусматривают естественную или механическую вентиляцию. Тепловые сети в целом, особенно магистральные, являются серьёзным и ответственным сооружением. Их стоимость, по сравнению с затратами на строительство ТЭЦ, составляет значительную часть. Распределение стоимости прокладки тепловых сетей между строительными, монтажными и изоляционными работами может быть представлено в следующем виде: 1) стоимость строительных работ для внутриквартальных и межквартальных тепловых сетей в сухих грунтах составляет 80% и в мокрых — 90% общей стоимости трассы, остальные 1O—20% соответственно составляют стоимость монтажных и изоляционных работ; 2) стоимость строительных работ для магистральных тепловых сетей в сухих грунтах составляет в среднем 55%, в мокрых — 75%. Бесканальный способ прокладки теплопровода — самый дешёвый. Применение его позволяет снизить на 30—40% строительную стоимость тепловых сетей, значительно уменьшить трудовые затраты и расход строительных материалов. Блоки теплопроводов изготовляют на заводе. Монтаж теплопроводов на трассе сводится лишь к укладке автокраном блоков в траншею и сварке стыков. Заглубление тепловых сетей от поверхности земли или дорожного покрытия до верха перекрытия канала или коллектора принимается, м: при наличии дорожного покрытия — 0,5, без дорожного покрытия — 0,7, до верха оболочки бесканальной прокладки — 0,7, до верха перекрытия камер — 0,3. В настоящее время свыше 80% тепловых сетей проложены в непроходных каналах, около 10% — надземные, 4% — в проходных каналах и тоннелях и около 6% — бесканальные. Средний срок службы подземных канальных теплопроводов вдвое меньше нормативного и не превышает в среднем 10—12 лет, а бесканальных с изоляцией на битумовяжущей основе — не более 6—8 лет. Основной причиной повреждений является наружная коррозия, возникающая из-за отсутствия или некачественного нанесения антикоррозионных покрытий, неудовлетворительного качества или состояния покровных слоёв, допускающих избыточное увлажнение изоляции, а также вследствие затопления каналов из-за неплотностей конструкций. Как у нас в стране, так и за рубежом ведётся постоянный поиск, а в последние годы особенно интенсивно, в направлении повышения долговечности теплопроводов, надёжности их работы и снижения затрат на их сооружение. studfiles.net Классификация систем теплоснабжения по теплоносителю. Схемы присоединения систем отопления к тепловым сетям. Определение расчетных расходов воды. Расчет тепловой изоляции, страница 4При подземной прокладке трассы в проходных коллекторах резерв допускается не предусматривать. При надземной прокладке резервирование предусматривается только при tнр<-40·С для диаметров >1200мм в размере не менее 70%. Кроме того СНиПом предусматривается резервирование (100%) для отдельных типов зданий, для которых по технологии запрещен перепад в подаче теплоты. В этом случае предусматривается либо 2 самостоятельных ввода в здание от различных теплотрасс, либи сетный резервный источник теплоты (например эл. котел). Аварийная зависимость тепловых сетей растет для крупных систем теплоснабжения. В крупных системах в основном применяются 2 схемы: - Тупиковая - Кольцевая В кольцевых сетях используют несколько источников теплоты на одну сеть. Расчет кольцевых сетей выполняется только на ЭВМ при использовании законов Кирхгофа. Резервирование перемычками в таких сетях можно не применять.
Если сеть А-т как кольцевая, то все задвижки открыты и потоки воды распределяются пропорционально сопротивлениям и тепловым нагрузкам, так как А-а таких сетей очень сложная. На практике источники отсекают друг от друга, закрыв разделительные задвижки (1). В этом случае сеть А-т как тупиковая. При аварийных ситуациях разделительные задвижки открывают, перебрасывается часть теплоты от первого источника к другому. За счет устройства резервных перемычек (2 способ) . За счет устройства 1 го источника с резервируемыми перемычками в небольших Н.n. ( тупиковая схема).
Диаметры резервной перемычки принимают с запасом по расчету, чтобы обеспечить минимально необходимую подачу теплоты в зону А. Резервирование путем прокладки резервного трубопровода применяется в том случае, когда источник располагается в отдалении от потребителя. В этом случае головной участок сети прокладывается «трехтрубной». Два трубопровода – А-m на подачу 1-Н на обратку. В аварийном режиме при выходе из строя первого трубопровода подача тепла осуществляется по линиям оставшихся.
Принципиальная схема тепловой сети.
Принципиально состоит из магистральных и разводящихся трубопроводов. На этих трубопроводах размещают специальные сооружения, такие как узлы теплофикационные (УТ), камерами для размещения компенсаторов, понизительных и повысительных подстанций. В УТ размещаются отключающиеся и секционирующие задвижки, устройства для удаления воздуха и сброса воды, сальниковые компенсаторы. В камере компенсаторов размещают только сальниковые компенсаторы, возможно размещение оборудования для удаления воздуха и сброса воды. Присоединение м/районов и жилых кварталов осуществляется через ЦТП. Крупные здания могут присоединяться к тепловым сетям через ЦТП. Присоединение потребителей с нагрузкой менее 4-х мвт. к тепловым сетям запрещено. По СниПу тепловые сети должны быть 2-х трубными. Применение 3-х и 4-х трубных систем допускается при ТЭО. Присоединение потребителей к тепловым сетям должно быть в основном зависимым. Независимые присоединения допускаются для зданий 12-эт., и в зависимости от пьезометра. Присоединение систем ГВ в основном закрытая. Лекция 2 Определение расчетных расходов воды Расчетные расходы воды определяются по СниПу отдельно по каждому виду тепловой нагрузки.
где: Qо – нагрузка на квартал.
Расход на Г.В зависит от типа системы – открытая или закрытая.
Расход צ- зависит от схемы включения подогревателей в ИТП или ЦТП. При расчете определяется 2 расхода:
а) Параллельная схема присоединения подогревателей
Т1п – Принимается по справочнику ( 70·С) Т2,гв – температура воды на выходе из подогревателя горячей воды (30·С по СниПу) Средний расход на нужды горячего водоснабжения находят при tнп. Максимальный расход определяется аналогично. vunivere.ru | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
о = Qo / T1р – T2р {мВт}, т/ч
.jpg)
