5.6.2 Насосная подстанция на обратной линии

На рисунке 5.19, а показана схема двухтрубной водяной тепловой сети с насосной подстанцией 3 на обратной линии. Задача подстанции заключается в снижении давления в обратной линий у абонентов группы II, расположенных на значительном расстоянии от ТЭЦ и присоединенных к концевым участкам тепловой сети. Без насосной подстанции в обратной линии устанавливается давление, превышающее допустимое для отопительных установок, присоединенных к тепловой сети по зависимой схеме.

Рисунок 5.19 Принципиальная схема двухтрубной водяной ТС с насосной подстанцией на обратной линии и пьезометрический график этой сети

а – принципиальная схема; б – пьезометрический график при автоматизированных вводах; в – то же при неавтоматизированных вводах; 1 – обратный затвор на насосной станции; 2 – обратный затвор на обратной линии; 3 – насосы на подстанции; 4 – насосы на ТЭЦ.

Когда насосы на подстанции выключены, вода проходит по обратной линии между точками 5 и 6 через обратный клапан или затвор 2, установленный на обратной линии, минуя насосы. При включении в работу насосов 3 на подстанции возникает разность давлений между точками 6 и 5, равная перепаду давлений, развиваемому насосами.

На рисунке 5.19, б и в приведены пьезометрические графики этой сети для двух вариантов: наличия регуляторов расхода у абонентов и отсутствия таковых.

5.7 Расчет потокораспределения в кольцевых сетях

Тепловые сети современных крупных городов образуют многокольцевые системы. Расчет потокораспределения в таких системах – задача сложная, решаемая с помощью вычислительной техники или методами физического моделирования.

Принцип расчета потокораспределения в многокольцевых сетях основан на уравнениях Кирхгофа. В зависимости от оснащенности системы теплоснабжения авторегуляторами на практике встречаются два различных условия расчета:

1. При наличии на групповых или местных подстанциях регуляторов расхода сетевой воды расчет заключается в определении расходов сетевой воды по отдельным участкам магистральной кольцевой линии по заданным сопротивлениям этих участков s_К и заданным расходам воды V у абонентов.

2. При отсутствии на групповых или местных подстанциях регуляторов расхода расчет заключается в определении расхода сетевой воды в системе теплоснабжения и его распределения по участкам кольцевой сети по заданному перепаду давлений Δp₀ или располагаемому напору H₀ в узле 0 подвода сетевой воды к кольцевой сети и его распределению по участкам сети.

На рисунке 5.20 показана схема сети, состоящей из одного кольца.

Рисунок 5.20 Схема однокольцевой сети.

Вода поступает со станции в узел 0 и распределяется по участкам I-IV магистрали между абонентами 1,2 и 3. Расходы воды V₁,V₂,V₃ у абонентов заданы и поддерживаются постоянными с помощью регуляторов расход. Суммарный расход воды V= V₁+V₂+V₃. Требуется рассчитать распределение расходов воды по участкам магистрали.

Условимся: а) приток воды в узел считать положительным, а сток воды из узла – отрицательным; б) потерю напора потока, протекающего в контуре по часовой стрелке, считать положительной, а потока, протекающего в контуре против часовой стрелки, отрицательной. При вышеуказанных условиях можно следующим образом сформулировать уравнения Кирхгофа в применении с тепловой сети.

Первое уравнение Кирхгофа. Алгебраическая сумма расходов воды в любом узле равна нулю:

(5.44)

Зададимся произвольным распределением расходов воды по участкам, удовлетворяющим 1му уравнению Кирхгофа,

(5.45)

Второе уравнение Кирхгофа. Алгебраическая сумма потерь напора для любого замкнутого контура равна нулю:

(5.46)

(5.47)

где – сопротивления соответствующих участков магистрали тепловой сети.

Для того чтобы в точке водораздела располагаемые напоры в положительном и отрицательном потоках совпали, необходимо снизить в положительном потоке расход воды на какую-то величину , называемую увязочным расходом, и прибавить на такую же величину расход воды в отрицательном потоке.

Увязочный (поправочный) расход может быть определен по уравнению (5.47), если принять в нем и ввести значение увязочного расхода в правую часть уравнения. В этом случае уравнение принимает вид

(5.48)

Решая это уравнение и пренебрегая членами, содержащими как относительно малыми, получаем

(5.49)

где ;

– всегда величина положительная, поэтому в (5.49) знак всегда равен знаку .

Определив значение , уточняют расходы на участках и вновь проводят проверочный расчет пока не станет стремиться к нулю.

Рисунок 5.21 Пьезометрический график кольцевой сети.