Регулювання відпустки теплоти

У системах централізованого теплопостачання регулювання відпуску теплоти здійснюється:

a) На ТЕЦ чи районній котельні – центральне регулювання;

б) На ЦТП та ІТП – місцеве регулювання.

Залежно від регульованого параметра розрізняють три методи регулювання:

а) якісне – величина теплового потоку регулюється зміною температури теплоносія за постійної витрати;

б) кількісне – величина теплового потоку регулюється зміною витрати теплоносія за постійної температури;

в) якісно- кількісне – величина теплового потоку регулюється як зміною витрати теплоносія, і його температури.

У курсовому проекті слід керуватися загальноприйнятим принципом регулювання відпустки теплоти для житлових районів: на джерелі здійснюється центральне якісне регулювання, ЦТП та ІТП – місцеве кількісне.

Метою розрахунку регулювання відпуску теплоти є визначення температури мережної води в трубопроводах теплової мережі, що подає і зворотному, залежно від температури зовнішнього повітря. Ця залежність зображується графічно та називається температурним опалювальним графіком. Графік будується в координатах τ-tH; і кожному значенню температури зовнішнього повітря (tH) відповідає певне значення температури мережної води в трубопроводі, що подає (τо1); у зворотному трубопроводі (2); в подаючому стояку системи опалення (τ03).

Формули розрахунку τ01, τ02, τ03 наведені у [10, § IV.4]. Результати розрахунку зводяться до таблиці 3.

Таблиця 3 – Температурний опалювальний графік

Приклад побудови графіка наведено в [10, стор.99].

Відпуск теплоти за цим температурним графіком може здійснюватися тільки для житлових районівопалювальним та вентиляційним навантаженням. За наявності в районі централізованої системи гарячого водопостачання в опалювальний графік запроваджується коригування. Для забезпечення необхідної температури гарячої води в точках водорозбору будівель, температура води в трубопроводі теплової мережі, що подає, не повинна бути нижче 70 0 С в закритій системі і не менше 60 0 С у відкритій системі теплопостачання [8, п.4.6].

Точка перетину температурного графіка τ1 з максимально допустимою температурою в трубопроводі, що подає (70 градусів Цельсія або 60 градусів Цельсія) називається точкою зламу температурного графіка і позначається τ'о1(τ'о2 і τ'03). Точці зламу τ1 відповідає певна температура зовнішнього повітря t'Н. Температурний графік із введеним коригуванням називається комбінованим опалювальним графіком.

Траса теплової мережі

На плані житлового району завдати трасу теплової мережі від джерела теплопостачання до кожного кварталу. Рекомендується використовувати радіальну схему теплової мережі. При трасуванні слід прагнути до найменшої протяжності мережі та двостороннього навантаження магістралей. Кожного кварталу слід передбачати по одному вводу і лише в окремі великі квартали допускається по два введення. Підключення протилежних кварталів доцільно здійснювати в одній точці.

Рекомендації щодо вибору траси та способів прокладання теплових мереж наведені в [8, розділ 6; 2, глави 13,14]

У межах міської забудови прокладання теплових мереж за архітектурними умовами слід прийняти підземну канальну. За територією поза межами міста прокладання теплової мережі студент може вибрати на свій розсуд підземну або надземну на низьких опорах.

Гідравлічний розрахунок теплової мережі

Завданням гідравлічного розрахункує визначення діаметрів труб та втрат тиску в них.

Розрахункову витрату мережної води для визначення діаметрів труб у водяних теплових мережах слід визначати окремо для опалення, вентиляції та гарячого водопостачання [8, п.5.2] з подальшим підсумовуванням цих витрат [8, п.5.3].

Для проведення гідравлічного розрахунку складається розрахункова схема мережі, на якій показується джерело теплопостачання, траса теплової мережі (однією лінією) і ЦТП, що приєднуються до неї, або вузлові камери кварталів.

Трасу розбивають на розрахункові ділянки, вказуючи на кожному номері, довжині та витраті теплоносія.

Витрата мережної води по житлових кварталах розподіляють пропорційно до їх теплового навантаження (або площі). З метою скорочення однотипних розрахунків дозволяється виконати гідравлічний розрахунок магістрального напрямку (від джерела до найвіддаленішого кварталу) та одного відгалуження траси.

Для попереднього розрахунку питомі втрати тиску (R) можуть бути прийняті для ділянок магістрального напрямку до 80 Па/м, для ділянок відгалуження траси до 300 Па/м.

Розрахунок починають із головної ділянки, тобто. від джерела до першого відгалуження. За розрахунковою витратою теплоносія на ділянці та попередньо прийнятими питомими втратами тиску по таблиці або номограмі для гідравлічного розрахунку [1,2,9,10] знаходять діаметр трубопроводу. По таблицях 3.4 і 3.7[4] " Труби сталеві " вибирають стандартний діаметр труби близький до попередньо отриманого по номограмі. Для стандартної труби уточнюють питомі втрати тиску та швидкість руху теплоносія. Для ділянки, що розглядається, розробляють схему, на якій вказують трубопроводи, арматуру, нерухомі опори, компенсатори, кути повороту, переходи [4, глава 4]. Виділяють види місцевихопорів та підраховують еквівалентну довжину ділянки. Розрахунки зводять у таблицю 4. Закінчивши розрахунок першої ділянки, переходять до розрахунку другої тощо. ділянок.

Таблиця 4 – Гідравлічний розрахунок водяної теплової мережі

Схема теплової мережі

Розробка схеми мережі ведеться паралельно з гідравлічним розрахунком. Трубопроводи теплової мережі на схемі показуються двома паралельними лініями та позначаються Т1 та Т2. Подавальний трубопровід Т1 розташовується обов'язково праворуч по ходу теплоносія від джерела. Усі точки відгалужень закріплюються нерухомими опорами та позначаються УТ – вузли трубопровідні [4]. На відгалуженнях теплової мережі встановлюється запірна арматура – ​​сталеві засувки, обслуговування яких передбачаються теплові камери. Відстань між двома УТ (на початку та наприкінці розрахункової ділянки) розбивається нерухомими опорами на компенсаційні ділянки. Відстань між нерухомими опорами приймається залежно від діаметра трубопроводу і типу компенсуючих пристроїв і не повинна перевищувати зазначеного в таблиці 5. Між двома нерухомими опорами повинен бути передбачений пристрій, що компенсує. На ділянці від джерела до житлового району доцільно застосовувати П-подібні компенсатори, по території житлового району-сальникові. Кути повороту траси від 90 до 130 градусів мають бути використані для самокомпенсації теплових подовжень. Якщо між двома УТ є кут повороту траси, спочатку закріплюють нерухомими опорами плечі кута, сумарна довжина плечей не повинна перевищувати відстані зазначеного в таблиці 5. Плечі кута можуть бути як рівними за величиною, так і різними. Кути повороту більше 130 градусів закріплюються нерухомими опорами.

Від джерела по трасі теплової мережі мають бути передбаченісекційні засувки, місця встановлення яких зазначені в [8, п. 7.17]. Враховуючи рельєфні умови, в окремих УТ необхідно передбачати трубопроводи та арматуру для спуску води та випуску повітря із труб теплової мережі [8, п. 7.18, п. 7.19].

Таблиця 5 – Відстань між нерухомими опорами трубопроводів

(при канальній та надземній прокладці) у метрах

П'єзометричний графік

Графік виконують за результатами гідравлічного розрахунку на аркуші міліметрового паперу розміром 20 х 30 см. У нижній частині аркуша наносять у масштабі розгорнутий план траси. Ліворуч проводять вертикальну вісь, на якій у вибраному масштабі наноситься шкала напорів Н у м. Над планом траси будують рельєф місцевості на підставі позначок горизонталей, зазначених на плані району міста та ТЕЦ. На рельєфі території показують 5-12 поверхові будівлі.

На осі Н, у точці розташування ТЕЦ відкладають від рельєфу місцевості 5-25 м – це буде натиск перед насосами. Від цієї точки проводять горизонтальну лінію до кінця першої розрахункової ділянки та вертикально нагору відкладають величину втрат напору на першій ділянці. Отриману точку з'єднують з точкою напору перед насосами мережевими на осі Н. Отримана лінія характеризує зміна напору на даному розрахунковому ділянці. Для наступних ділянок побудова проводиться аналогічно. В результаті одержують пряму ламану лінію зміни величини напору в зворотному трубопроводі теплової мережі. У кінцевій точці мережі слід відкласти вгору величину напору для кварталу. У закритій системі теплопостачання напір на ЦТП рекомендується в розмірі 25-30 м, у відкритій системі напір у вузловій камері кварталу повинен бути 20-25 м. Отримана точка характеризує величину напору в трубопроводі, що подає.перед ЦТП чи вузловою камерою. Від цієї точки будують лінію напору в трубопроводі, що подає шляхом дзеркального відображення лінії напору зворотного трубопроводу. Від точки, що характеризує величину напору в трубопроводі, що подає на виході з ТЕЦ, слід відкласти втрати напору в тепло підготовчій установці джерела в розмірі 10-15 м.

Лінія нижнього п'єзометра не повинна перетинати умовно окреслені будівлі. Якщо ця умова не виконується, весь п'єзометр слід підняти вгору, забезпечуючи при цьому надлишковий тиск не менше 5 метрів у системі опалення найвищої будівлі [8, п.5.12 та п.5.13]. Лінія статичного тиску проводиться відповідно до [8, п. 5.11].

Вибір насосів

Мережевий насос призначений для забезпечення створення циркуляції води в системі теплопостачання. Отже гідравлічний режим системи визначається точкою перетину гідравлічних характеристик насоса та мережі.

Характеристика теплової мережі є квадратичною параболу, що проходить через початок координат. Характеристику мережі будують у системі координат H-V[10, §VII.1]. На характеристиці мережі відзначають точку R, що відповідає розрахунковому режиму.

Мережевий насос вибирають за напором та продуктивністю [8, п. 5.18, п. 5.21]. Характеристики мережевих насосів марки СЕ наведені у [1,2,5]. Характеристика насоса переноситься до системи координат H-V. Точка перетину характеристик мережі та насоса повинна бути поблизу точки R, рисунок 1. Часто виходить, що одного насоса недостатньо, тоді приймають два насоси та вибирають схему їх включення. При паралельному включенні насосів сумарна характеристика будується шляхом складання витрат (подач) при тих самих напорах. При послідовному включенні сумарна характеристика виходить шляхом додаваннянапорів при тих самих витратах.

Н, м 1

2

R

Рисунок 1 – Гідравлічна характеристика мережі (1) та насоса (2)

Число мережевих насосів слід приймати не менше двох, один із яких є резервним.

Підживлювальні насоси встановлюються для заповнення витоку води в тепловій мережі, а у відкритій системі ще забезпечують подачу води на гаряче водопостачання. Напір та подача (продуктивність) підживлювальних насосів визначається за формулами [8, п.5.19, п.5.22].

Число підживлювальних насосів приймається в закритій системі теплопостачання не менше двох, один з яких є резервним, у відкритій системі – не менше трьох, один з яких також є резервним.

---