Пьезометрический график тепловой сети. «Конкретизация показателей количества и качества коммунальных ресурсов в современных реалиях ЖКХ Располагаемый напор в системах водоснабжения

По результатам расчета водопроводных сетей для различных режимов водопотребления определяются параметры водонапорной башни и насосных агрегатов, обеспечивающих работоспособность системы, а также свободные напоры во всех узлах сети.

Для определения напора в точках питания (у водонапорной башни, на насосной станции) необходимо знать требуемые напоры потребителей воды. Как указывалось выше, минимальный свободный напор в сети водопровода населенного пункта при максимальном хозяйственно-питьевом водоразборе на вводе в здание над поверхностью земли при одноэтажной застройке должен быть не менее 10 м (0,1 МПа), при большей этажности на каждый этаж необходимо добавлять 4 м.

В часы наименьшего водопотребления напор для каждого этажа, начиная со второго, допускается принимать 3 м. Для отдельных многоэтажных зданий, а также групп зданий, расположенных в повышенных местах, предусматривают местные установки подкачки. Свободный напор у водоразборных колонок должен быть не менее 10 м (0,1 МПа),

В наружной сети производственных водопроводов свободный напор принимают по техническим характеристикам оборудования. Свободный напор в сети хозяйственно-питьевого водопровода у потребителя не должен превышать 60 м, в противном случае для отдельных районов или зданий предусматривают установку регуляторов давления или зонировании системы водоснабжения. При работе водопровода во всех точках сети должен быть обеспечен свободный напор не менее нормативного.

Свободные напоры в любой точке сети определяют как разность отметок пьезометрических линий и поверхности земли. Пьезометрические отметки для всех расчетных случаев (при хозяйственно-питьевом водопотреблении, при пожаре и др.) вычисляют исходя из обеспечения нормативного свободного напора в диктующей точке. При определении пьезометрических отметок задаются положением диктующей точки, т.е, точки, имеющей минимальный свободный напор.

Обычно диктующая точка расположена в наиболее неблагоприятных условиях как в отношении геодезических отметок (высокие геодезические отметки), так и в отношении удаленности от источника питания (т.е. сумма потерь напора от источника питания до диктующей точки будет наибольшая). В диктующей точке задаются напором, равным нормативному. Если в какой-либо точке сети напор окажется меньше нормативного, то положение диктующей точки задано неверно, В этом случае находят точку, имеющую наименьший свободный напор, принимают ее за диктующую и расчет напоров в сети повторяют.

Расчет системы водоснабжения на работу во время пожара производят в предположении его возникновения в наиболее высоких и удаленных от источников питания точках территории, обслуживаемой водопроводом. По способу тушения пожара водопроводы бывают высокого и низкого давления.

Как правило, при проектировании систем водоснабжения следует принимать противопожарный водопровод низкого давления, за исключением небольших населенных пунктов (менее 5 тыс. человек). Устройство противопожарного водопровода высокого давления должно быть экономически обоснованно,

В водопроводах низкого давления повышение напора производится лишь на время тушения пожара. Необходимое повышение напора создается передвижными пожарными насосами, которые подвозятся к месту пожара и забирают воду из водопроводной сети через уличные гидранты.

Согласно СНиП напор в любой точке сети противопожарного водопровода низкого давления на уровне поверхности земли при пожаротушении должен быть не менее 10 м. Такой напор необходим для предотвращения возможности образования в сети вакуума при отборе воды пожарными насосами, что, в свою очередь, может вызывать проникновение в сеть через неплотности стыков почвенной воды.

Кроме того, некоторый запас давления в сети требуется для работы пожарных автонасосов с целью преодоления значительных сопротивлений во всасывающих линиях.

Система пожаротушения высокого давления (обычно принимается на промышленных объектах) предусматривает подачу к месту пожара установленного нормами пожарного расхода воды и повышение давления в водопроводной сети до величины, достаточной для создания пожарных струй непосредственно от гидрантов. Свободный напор в этом случае должен обеспечивать высоту компактной струи не менее 10 м при полном пожарном расходе воды и расположении ствола брандспойта на уровне наивысшей точки самого высокого здания и подаче воды по пожарным рукавам длиной 120 м:

Нсв пож = Н зд + 10 + ∑h ≈ Н зд + 28 (м)

где Н зд — высота здания, м; h — потери напора в рукаве и стволе брандспойта, м.

В водопроводе высокого давления стационарные пожарные насосы оборудуют автоматикой, обеспечивающей пуск насосов не позднее чем через 5 мин после подачи сигнала о возникновении пожара, Трубы сети должны быть выбраны с учетом повышения давления при пожаре. Максимальный свободный напор в сети объединенного водопровода не должен превышать 60 м водяного столба (0,6 МПа), а в час пожара — 90 м (0,9 МПа).

При значительных перепадах геодезических отметок снабжаемого водой объекта, большой протяженности водопроводных сетей, а также при большой разнице в величинах требуемых отдельными потребителями свободных напоров (например, в микрорайонах с разной этажностью застройки) устраивают зонирование водопроводной сети. Оно может быть обусловлено как техническими, так и экономическими соображениями.

Разделение на зоны производят исходя из следующих условий: в наиболее высоко расположенной точке сети должен быть обеспечен необходимый свободный напор, а в ее нижней (или начальной) точке напор не должен превышать 60 м (0,6 МПа).

По типам зонирования водопроводы бывают с параллельным и последовательным зонированием. Параллельное зонирование водопровода применяют при больших диапазонах геодезических отметок в пределах площади города. Для этого формируют нижнюю (I) и верхнюю (II) зоны, которые обеспечиваются водой соответственно насосными станциями I и II зон с подачей воды с разными напорами по отдельным водоводам. Зонирование осуществляется таким образом, чтобы на нижней границе каждой зоны давление не превышало допустимого предела.

Схема водоснабжения с параллельным зонированием

1 — насосная станция II подъема с двумя группами насосов; 2— насосы II (верхней) зоны; 3 — насосы I (нижней) зоны; 4 — напорно-регулирующие емкости

Предупреждение Недостаточно напора на источнике Delta=X м. Где Delta необходимый напор.

САМЫЙ НЕБЛАГОПОЛУЧНЫЙ ПОТРЕБИТЕЛЬ: ID=XX.

Рисунок 283. Сообщение о самом плохом потребителе




Данное сообщение выводится при нехватке располагаемого напора на потребителе, где DeltaH − значение напора которого не хватает, м, а ID (ХХ) − индивидуальный номер потребителя для которого нехватка напора максимальна.



Рисунок 284. Сообщение о недостаточном напоре




Дважды щелкните левой кнопкой мыши по сообщению о самом плохом потребителе: соответствующий потребитель замигает на экране.

Данная ошибка может вызвана несколькими причинами:

1. Некорректными данными. Если величина нехватки напора выходит за рамки реальных значений для данной сети, то имеет место ошибка при вводе исходных данных или ошибка при нанесении схемы сети на карту. Следует проверить правильно ли были занесены следующие данные:

   

   Гидравлическим режимом сети.

   Если ошибки при вводе исходных данных отсутствуют, но нехватка напора существует и имеет реальное для данной сети значение, то в этой ситуации определение причины нехватки и способ ее устранения осуществляет сам специалист, работающий с данной тепловой сетью.

ID=ХХ "Наименование потребителя" Опорожнение системы отопления (H, м)

Данное сообщение выводится при недостаточном напоре в обратном трубопроводе для предотвращения опорожнения системы отопления верхних этажей здания, полный напор в обратном трубопроводе должен быть не менее суммы геодезической отметки, высоты здания плюс 5 метров на заполнение системы. Запас напора на заполнение системы может быть изменён в настройках расчета ().

ХХ − индивидуальный номер потребителя, у которого происходит опорожнение системы отопления, Н - напор, в метрах которого недостаточно;

ID=ХХ "Наименование потребителя" Напор в обратном трубопроводе выше геодезической отметки на Н, м

Данное сообщение выдается при давлении в обратном трубопроводе выше допустимого по условиям прочности чугунных радиаторов (более 60 м. вод. ст.), где ХХ - индивидуальный номер потребителя и Н - превышающее геодезическую отметку значение напора в обратном трубопроводе.

Максимальный напор в обратном трубопроводе можно задать самостоятельно в настройках расчетов. ;

ID=ХХ "Наименование потребителя" Не подобрать сопло элеватора. Ставим максимальный

Данное сообщение может появиться при наличии больших нагрузок на отопление или при неверном выборе схемы подключения, которая не соответствует расчетным параметрам. ХХ - индивидуальный номер потребителя, для которого не подобрать сопло элеватора;

ID=ХХ "Наименование потребителя" Не подобрать сопло элеватора. Ставим минимальный

Данное сообщение может появиться при наличии очень малых нагрузок на отопление или при неверном выборе схемы подключения, которая не соответствует расчетным параметрам. ХХ − индивидуальный номер потребителя, для которого не подобрать сопло элеватора.

Предупреждение Z618: ID=XX "XX" Количество шайб на подающем трубопроводе на СО больше 3 (YY)

Данное сообщение означает что в результате расчета количество шайб, необходимое для регулировки системы более 3 штук.

Так как минимальный диаметр шайбы по-умолчанию составляет 3 мм (указывается в настройках расчёта «Настройка расчета потерь напора»), а расход на систему отопления потребителя ID=XX очень маленький, то в результате расчета определяется общее количество шайб и диаметр последней шайбы (в базе данных потребителя).

То есть сообщение вида: Количество шайб на подающем трубопроводе на СО больше 3 (17) предупреждает, что для наладки данного потребителя следует установить 16 шайб диаметром 3 мм и 1 шайбу, диаметр которой определяется в базе данных потребителя.

Предупреждение Z642: ID=XX Элеватор на ЦТП не работает

Данное сообщение выводится в результате поверочного расчета и означает, что элеваторный узел не функционирует.

Располагаемые перепад давления для создания циркуляции воды, Па, определяется по формуле

где ДPн - давление, создаваемое циркуляционным насосом или элеватором, Па;

ДPе - естественное циркуляционное давление в расчётном кольце за счёт охлаждения воды в трубах и отопительных приборах, Па;

В насосных системах допускается не учитывать ДPе, если оно составляет менее 10% от ДPн.

Располагаемый перепад давления на вводе в здание ДPр = 150 кПа.

Расчёт естественного циркуляционного давления

Естественное циркуляционное давление, возникающее в расчётном кольце вертикальной однотрубной системы с нижней разводкой, регулируемой с замыкающими участками, Па, определяется по формуле

где - среднее приращение плотности воды при понижении её температуры на 1 ?С, кг/(м3??С);

Вертикальное расстояние от центра нагрева до центра остывания

отопительного прибора, м;

Расход воды в стояке, кг/ч, определяется по формуле

Расчёт насосного циркуляционного давления

Величина, Па, выбирается в соответствии с располагаемой разностью давления на вводе и коэффициентом смешивания U по номограмме.

Располагаемая разность давления на вводе =150 кПа;

Параметры теплоносителя:

В тепловой сети ф1=150?С; ф2=70 ?С;

В системе отопления t1=95?C; t2=70?C;

Определяем коэффициент смешивания по формуле

µ= ф1 - t1 / t1 - t2 =150-95/95-70=2,2; (2.4)

Гидравлический расчёт систем водяного отопления методом удельных потерь давления на трение

Расчёт главного циркуляционного кольца

1) Гидравлический расчёт главного циркуляционного кольца выполняем через стояк 15 вертикальной однотрубной системы водяного отопления с нижней разводкой и тупиковым движением теплоносителя.

2) Разбиваем ГЦК на расчётные участки.

3) Для предварительного выбора диаметра труб определяется вспомогательная величина - среднее значение удельной потери давления от трения, Па, на 1 метр трубы по формуле

где - располагаемое давление в принятой системе отопления, Па;

Общая длина главного циркуляционного кольца, м;

Поправочный коэффициент, учитывающий долю местных потерь давления в системе;

Для системы отопления с насосной циркуляцией доли потери на местные сопротивления равны b=0,35, на трение b=0,65.

4) Определяем расход теплоносителя на каждом участке, кг/ч, по формуле

Параметры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе системы отопления, ?С;

Удельная массовая теплоёмкость воды, равная 4,187 кДж/(кг??С);

Коэффициент учета дополнительного теплового потока при округлении сверх расчётной величины;

Коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений;

6) Определяем коэффициенты местных сопротивлений на расчётных участках (а их сумму записываем в таблицу 1) по .

Таблица 1

7) На каждом участке главного циркуляционного кольца определяем потери давления на местные сопротивления Z, по, в зависимости от суммы коэффициентов местного сопротивления Уо и скорости воды на участке.

8) Проверяем запас располагаемого перепада давления в главном циркуляционном кольце по формуле

где - суммарные потери давления в главном циркуляционном кольце, Па;

При тупиковой схеме движения теплоносителя невязка потерь давления в циркуляционных кольцах не должна превышать 15%.

Гидравлический расчёт главного циркуляционного кольца сводим в таблицу 1 (приложение А). В результате получаем невязку потерь давления

Расчёт малого циркуляционного кольца

Выполняем гидравлический расчёт второстепенного циркуляционного кольца через стояк 8 однотрубной системы водяного отопления

1) Рассчитываем естественное циркуляционное давление за счёт остывания воды в отопительных приборах стояка 8 по формуле (2.2)

2) Определяем расход воды в стояке 8 по формуле (2.3)

3) Определяем располагаемый перепад давления для циркуляционного кольца через второстепенный стояк, который должен равняться известным потерям давлениям на участках ГЦК с поправкой на разность естественного циркуляционного давления во второстепенном и главном кольцах:

15128,7+(802-1068)=14862,7 Па

4) Находим среднее значение линейной потери давления по формуле (2.5)

5) По величине, Па/м, расходу теплоносителя на участке, кг/ч, и по предельно допустимым скоростям движения теплоносителя определяем предварительный диаметр труб dу, мм; фактические удельные потери давления R, Па/м; фактическую скорость теплоносителя V, м/с, по .

6) Определяем коэффициенты местных сопротивлений на расчётных участках (а их сумму записываем в таблицу 2) по .

7) На участке малого циркуляционного кольца определяем потери давления на местные сопротивления Z, по, в зависимости от суммы коэффициентов местного сопротивления Уо и скорости воды на участке.

8) Гидравлический расчёт малого циркуляционного кольца сводим в таблицу 2 (приложение Б). Проверяем гидравлическую увязку между главным и малым гидравлическими кольцами по формуле

9) Определяем требуемые потери давления в дроссельной шайбе по формуле

10) Определяем диаметр дроссельной шайбы по формуле

На участке требуется установить дроссельную шайбу диаметром внутреннего прохода Ду=5мм

На пьезометрическом графике в масштабе наносятся рельеф местности, высота присоединенных зданий, напор в сети. По этому графику легко определить напор и располагаемый напор в любой точке сети и абонентских системах.

За горизонтальную плоскость отсчета напоров принят уровень 1 – 1 (см.рис.6.5). Линия П1 – П4 – график напоров подающей линии. Линия О1 – О4 – график напоров обратной линии. Н о1 – полный напор на обратном коллекторе источника; Н сн – напор сетевого насоса; Н ст – полный напор подпиточного насоса, или полный статический напор в тепловой сети; Н к – полный напор в т.К на нагнетательном патрубке сетевого насоса; DH т – потеря напора в теплоприготовительной установке; Н п1 – полный напор на подающем коллекторе, Н п1 = Н к – DH т. Располагаемый напор сетевой воды на коллекторе ТЭЦ Н 1 =Н п1 -Н о1 . Напор в любой точке сети i обозначается как Н п i , H oi – полные напоры в прямом и обратном трубопроводе. Если геодезическая высота в точке i есть Z i , то пьезометрический напор в этой точке есть Н п i – Z i , H o i – Z i в прямом и обратном трубопроводах, соответственно. Располагаемый напор в точке i есть разность пьезометрических напоров в прямом и обратном трубопроводах – Н п i – H oi . Располагаемый напор в тепловой сети в узле присоединения абонента Д есть Н 4 = Н п4 – Н о4 .

Рис.6.5. Схема (а) и пьезометрический график (б) двухтрубной тепловой сети

Потеря напора в подающей линии на участке 1 – 4 есть . Потеря напора в обратной линии на участке 1 – 4 есть . При работе сетевого насоса напор Н ст подпиточного насоса регулируется регулятором давления до Н о1 . При остановке сетевого насоса в сети устанавливается статический напор Н ст, развиваемый подпиточным насосом.

При гидравлическом расчете паропровода можно не учитывать профиль паропровода из-за малой плотности пара. Потери напора у абонентов, например , зависит от схемы присоединения абонента. При элеваторном смешении DН э = 10…15 м, при безэлеваторном вводе – Dн бэ =2…5 м, при наличии поверхностных подогревателей DН п =5…10 м, при насосном смешении DН нс = 2…4 м.

Требования к режиму давления в тепловой сети:

В любой точке системы давление не должно превышать максимально допустимой величины. Трубопроводы системы теплоснабжения рассчитаны на 16 ата, трубопроводы местных систем – на давление 6…7 ата;

Во избежание подсосов воздуха в любой точке системы давление должно быть не менее 1.5 ата. Кроме того, это условие необходимо для предупреждения кавитации насосов;

В любой точке системы давление должно быть не меньше давления насыщения при данной температуре во избежание вскипания воды.

В водяных системах теплоснабжения обеспечение потребителей теплотой осуществляется путем соответствующего распределения расчетных расходов сетевой воды между ними. Для реализации такого распределения необходимо разработать гидравлический режим системы теплоснабжения.

Целью разработки гидравлического режима системы теплоснабжения является обеспечение оптимально допустимых давлений во всех элементах системы теплоснабжения и необходимых располагаемых давлений в узловых точках тепловой сети, в групповых и местных тепловых пунктах, достаточных для подачи потребителям расчетных расходов воды. Располагаемым давлением называется разность давлений воды в подающем и обратном трубопроводах.

Для надежности работы системы теплоснабжения предъявляются следующие условия:

Не превышение допустимых давлений: в источниках теплоснабжения и тепловых сетях: 1.6-2.5 мПа- для пароводяных сетевых подогревателей типа ПСВ, для стальных водогрейных котлов, стальных труб и арматуры; в абонентских установках: 1.0 мПа- для секционных водоводяных подогревателей; 0.8-1.0 мПа- для стальных конвекторов; 0.6 мПа- для чугунных радиаторов; 0.8 мПа- для калориферов;

Обеспечение избыточного давления во всех элементах системы теплоснабжения для предупреждения кавитации насосов и защиты системы теплоснабжения от подсоса воздуха. Минимальное значение избыточного давления принимается 0,05 мПа. По этой причине пьезометрическая линия обратного трубопровода во всех режимах должна располагаться выше точки самого высокого здания не менее чем на 5 м. вод. ст.;

Во всех точках системы теплоснабжения должно поддерживаться давление, превышающее давление насыщенного водяного пара при максимальной температуре воды, обеспечивая невскипание воды. Как правило, опасность вскипания воды чаще всего возникает в подающих трубопроводах тепловой сети. Минимальный напор в подающих трубопроводах принимается по расчетной температуре сетевой воды, таблица 7.1.

Таблица 7.1

Линию на невскипание необходимо провести на графике параллельно рельефу местности на высоте, соответствующей избыточному напору при максимальной температуре теплоносителя.

Графически гидравлический режим удобно изображать в виде пьезометрического графика. Пьезометрический график строится для двух гидравлических режимов: гидростатического и гидродинамического.

Цель разработки гидростатического режима - обеспечить необходимое давление воды в системе теплоснабжения, в допустимых пределах. Нижний предел давления должен обеспечить заполнение водой систем потребителей и создать необходимое минимальное давление для защиты системы теплоснабжения от подсоса воздуха. Гидростатический режим разрабатывается при работающих подпиточных насосах и отсутствии циркуляции.

Гидродинамический режим разрабатывается на основе данных гидравлического расчета тепловых сетей и обеспечивается одновременной работой подпиточных и сетевых насосов.

Разработка гидравлического режима сводится к построению пьезометрического графика, отвечающего всем требованиям, предъявляемым к гидравлическому режиму. Гидравлические режимы водяных тепловых сетей (пьезометрические графики) следует разрабатывать для отопительного и неотопительного периодов. Пьезометрический график позволяет: определить напоры в подающем и обратном трубопроводах; располагаемый напор в любой точке тепловой сети с учетом рельефа местности; по располагаемому напору и высоты зданий выбирать схемы присоединения потребителей; подобрать авторегуляторы, сопла элеваторов, дроссельные устройства для местных систем потребителей теплоты; подобрать сетевые и подпиточные насосы.

Построение пьезометрического графика (рис.7.1) производится следующим образом:

а) выбираются масштабы по осям абсцисс и ординат и наносятся рельеф местности и высота здания кварталов. Пьезометрические графики строятся для магистральных и распределительных тепловых сетей. Для магистральных тепловых сетей могут быть приняты масштабы: горизонтальный М г 1:10000; вертикальный М в 1:1000; для распределительных тепловых сетей: М г 1:1000, М в 1:500; За нулевую отметку оси ординат (оси напоров) принимают обычно отметку низшей точки теплотрассы или отметку сетевых насосов.

б) определяется значение статического напора обеспечивающего заполнение систем потребителей и создание минимально избыточного напора. Это высота наиболее высоко расположенного здания плюс 3-5 м.вод.ст.

После нанесения рельефа местности и высоты зданий определяется статический напор системы

H c т = [Н зд + (3¸5)], м (7.1)

где Н зд - высота наиболее высоко расположенного здания, м.

Статический напор Н ст проводится параллельно оси абсцисс, и он не должна превышать максимальный рабочий напор для местных систем. Величина максимального рабочего напора составляет: для систем отопления со стальными нагревательными приборами и для калориферов - 80 метров; для систем отопления с чугунными радиаторами - 60 метров; для независимых схем присоединения с поверхностными теплообменниками - 100 метров;

в) Затем строится динамический режим. Произвольно выбирается напор на всасе сетевых насосов Н вс, который не должен превышать статический напор и обеспечивает необходимый запас напора на входе для предотвращения кавитанции. Кавитационный запас в зависимости от мерки насоса составляет 5-10 м.вод.ст.;

г) от условной линии напоров на всасе сетевых насосов последовательно откладываются потери напоров на обратном трубопроводе DН обр главной магистрали тепловой сети (линия А-В) используя результаты гидравлического расчета. Величина напоров в обратной магистрали должна соответствовать требованиям указанным выше при построении линии статического напора;

д) откладывается необходимый располагаемый напор у последнего абонента DН аб, из условия работы элеватора, подогревателя, смесителя и распределительных тепловых сетей(линия В-С). Величина располагаемого напора в точке подключения распределительных сетей принимается не менее 40м;

е) начиная от последнего узла трубопроводов, откладываются потери напоров в подающем трубопроводе главной магистрали DН под (линия С-D). Напор во всех точках подающего трубопровода исходя из условия его механической прочности не должен превышать 160 м;

ж) откладываются потери напора в источнике теплоты DН ит (линия D-E) и получается напор на выходе из сетевых насосов. При отсутствии данных потери напора в коммуникациях ТЭЦ могут быть приняты 25 - 30 м, а для районной котельной 8-16м.

Напор сетевых насосов определяется

Напор подпиточных насосов определяется напором статического режима.

В результате такого построения получается первоначальная форма пьезометрического графика, который позволяет оценить напоры во всех точках системы теплоснабжения (рис.7.1).

В случае их несоответствия требованиям изменяют положение и форму пьезометрического графика:

а) если линия напоров обратного трубопровода пересекает высоту здания или отстоит от него менее чем на 3¸5 м, то пьезометрический график следует поднять, чтобы напор в обратном трубопроводе обеспечивал заполнение системы;

б) если величина максимального напора в обратном трубопроводе превышает допустимый напор в отопительных приборах, и его нельзя уменьшить путем смещения пьезометрического графика вниз, то его следует уменьшить путем установки подкачивающих насосов в обратном трубопроводе;

в) если линия на невскипание пересекает линию напоров в подающем трубопроводе, то за точкой пересечения возможно вскипание воды. Поэтому напор воды в этой части тепловой сети следует повысить путем перемещения пьезометрического графика вверх, если это возможно, или установить подкачивающий насос на подающем трубопроводе;

г) если максимальный напор в оборудовании теплоподготовительной установки источника теплоты превышает допустимое значение, то устанавливаются подкачивающие насосы на подающем трубопроводе.

Деление тепловой сети на статические зоны. Пьезометрический график разрабатывают для двух режимов. Во-первых, для статического режима, когда в системе теплоснабжения отсутствует циркуляция воды. Считают, что система заполнена водой с температурой 100°С, тем самым исключается необходимость поддержания избыточного давления в теплопроводах во избежание вскипания теплоносителя. Во-вторых, для гидродинамического режима - при наличии циркуляции теплоносителя в системе.

Разработку графика начинают со статического режима. Расположение на графике линии полного статического давления, должно обеспечивать присоединение всех абонентов к тепловой сети по зависимой схеме. Для этого статическое давление не должно превышать допустимого из условия прочности абонентских установок и должно обеспечивать заполнение водой местных систем. Наличие общей статической зоны для всей системы теплоснабжения упрощает ее эксплуатацию и повышает ее надежность. При наличии значительной разности геодезических отметок земли установление общей статической зоны оказывается невозможным по следующим причинам.

Наинизшее положение уровня статического давления определяется из условий заполнения водой местных систем и обеспечения в верхних точках систем наиболее высоких зданий, расположенных в зоне наибольших геодезических отметок, избыточного давления не менее 0,05 МПа. Такое давление оказывается недопустимо высоким для зданий, расположенных в той части района, который имеет наиболее низкие геодезические отметки. При таких условиях возникает необходимость разделения системы теплоснабжения на две статические зоны. Одна зона для части района с низкими геодезическими отметками, другая - с высокими.

На рис. 7.2 показаны пьезометрический график и принципиальная схема системы теплоснабжения района, имеющего значительную разность геодезических отметок уровня земли (40м). Часть района, прилегающая к источнику теплоснабжения, имеет нулевые геодезические отметки, в периферийной части района отметки составляют 40м. Высота зданий 30 и 45м. Для возможности заполнения водой систем отопления зданий III и IV ,расположенных на отметке 40м и создания в верхних точках систем избыточного напора в 5м уровень полного статического напора должен быть расположен на отметке 75м (линия 5 2 - S 2). В этом случае статический напор будет равен 35м. Однако напор в 75м недопустим для зданий I и II , расположенных на нулевой отметке. Для них допустимое наивысшее положение уровня полного статического давления соответствует отметке 60м. Таким образом, в рассматриваемых условиях установить общую статическую зону для всей системы теплоснабжения нельзя.

Возможным решением является разделение системы теплоснабжения на две зоны с различными уровнями полных статических напоров - на нижнюю с уровнем в 50м (линия S t -Si ) и верхнюю с уровнем в 75м (линия S 2 -S 2). При таком решении всех потребителей можно присоединить к системе теплоснабжения по зависимой схеме, так как статические напоры в нижней и верхней зонах находятся в допустимых границах.

Чтобы при прекращении циркуляции воды в системе уровни статических давлений установились в соответствии с принятыми двумя зонами, в месте их соединения располагают разделительное устройство (рис. 7.26 ). Это устройство защищает тепловую сеть от повышенного давления при остановке циркуляционных насосов, автоматически рассекая ее на две гидравлически независимые зоны: верхнюю и нижнюю.

При остановке циркуляционных насосов падение давления в обратном трубопроводе верхней зоны предотвращает регулятор давления «до себя» РДДС (10), поддерживающий постоянным заданный напор HРДДС в точке отбора импульса. При падении давления он закрывается. Падение давления в подающей линии предотвращает установленный на ней обратный клапан (11), который также закрывается. Таким образом, РДДС и обратный клапан рассекают теплосеть на две зоны. Для подпитки верхней зоны установлены подпиточный насос (8), который забирает воду из нижней зоны и подает в верхнюю. Напор, развиваемый насосом, равен разности гидростатических напоров верхней и нижней зон. Подпитку нижней зоны осуществляет подпиточный насос 2 и регулятор подпитки 3.

Рисунок 7.2. Система теплоснабжения, разделен-ная на две статические зоны

а - пьезометрический график;

б - принципиальная схема системы теплоснабжения; S 1 - S 1 , - линия полного статического напора нижней зоны;

S 2 – S 2 , - линия полного статического напора верхней зоны;

Н п.н1 - напор, развиваемый подпиточным насосом нижней зоны; Н п.н2 - напор развиваемый подпиточным насосом верхней зоны; Н РДДС - напор на который настроены регуляторы РДДС (10)и РД2 (9);ΔН РДДС - напор, срабатываемый на клапане регулятора РДДС при гидродинамическом режиме; I-IV - абоненты; 1-бак подпиточной воды; 2,3 - подпиточный насос и регулятор подпитки нижней зоны; 4 - предвключенный насос; 5 - основные пароводяные подогреватели; 6- сетевой насос; 7 - пиковый водогрейный котел; 8, 9 - подпиточный насос и регулятор подпитки верхней зоны; 10 -регулятор давления «до себя» РДДС; 11- обратный клапан

Регулятор РДДС настроен на напор Нрддс (рис. 7.2а). На этот же напор настроен регулятор подпитки РД2.

При гидродинамическом режиме регулятор РДДС поддерживает напор на том же уровне. В начале сети подпиточный насос с регулятором поддерживают напор Н О1 . Разность этих напоров тратится на преодоление гидравлических сопротивлений в обратном трубопроводе между разделительным устройством и циркуляционным насосом источника тепла, остальная часть напора срабатывается в дроссельной подстанции на клапане РДДС. На рис. 8.9, а эта часть напора показана величиной ΔН РДДС. Дроссельная подстанция при гидродинамическом режиме позволяет поддерживать давление в обратной линии верхней зоны не ниже принятого уровня статического давления S 2 – S 2 .

Пьезометрические линии, соответствующие гидродинамическому режиму, показаны на рис. 7.2а. Наибольшее давление в обратном трубопроводе у потребителя IV составляет 90-40 = 50м, что допустимо. Напор в обратной линии нижней зоны также находится в допустимых границах.

В подающем трубопроводе максимальный напор после источника тепла равен 160 м, что не превышает допустимого из условия прочности труб. Минимальный пьезометрический напор в подающем трубопроводе 110м, что обеспечивает невскипание теплоносителя, так как при расчетной температуре 150°С минимальное допустимое давление равно 40м.

Разработанный для статического и гидродинамического режимов пьезометрический график обеспечивает возможность присоединения всех абонентов по зависимой схеме.

Другим возможным решением гидростатического режима системы теплоснабжения, показанной на рис. 7.2, является присоединение части абонентов по независимой схеме. Здесь могут быть два варианта. Первый вариант - установить общий уровень статического давления на отметке 50м (линия S 1 - S 1), а здания, расположенные на верхних геодезических отметках, присоединить по независимой схеме. В этом случае статический напор в водоводяных отопительных подогревателях зданий верхней зоны со стороны греющего теплоносителя составит 50-40=10м, а со стороны нагреваемого теплоносителя определится высотой зданий. Второй вариант - установить общий уровень статического давления на отметке 75 м (линия S 2 - S 2) с присоединением зданий верхней зоны по зависимой схеме, а зданий нижней зоны - по независимой. В этом случае статический напор в водоводяных подогревателях со стороны греющего теплоносителя будет равен 75 м, т. е. меньше допустимой величины (100м).

Осн.1, 2; 3;

доп. 4 , 7 , 8 .