8. Гидравлический расчёт водяных тепловых сетей
Смысл гидравлического расчёта заключается в определении оптимального значения диаметров труб. Результаты гидравлического расчета используются для выбора насосов и построения пьезометрического графика.
В водяных тепловых сетях магистралью является теплотрасса от станции до наиболее удаленного потребителя.
Расчёт проводится по следующей схеме:
1.Рассчитывается основная магистраль, выбирается диаметр труб по средним удельным потерям до 80 Па/м, что даёт решение близкое к экономически оптимальному, при этом kэ=0,5 мм и скорость не более 1,5 м/с, уточняются удельные потери и скорость, данные заносятся в таблицу;
2.Определяется количество задвижек, компенсаторов и других сопротивлений на каждом участке:
- задвижки на каждом участке устанавливаются согласно [CНиП «Тепловые сети»];
- компенсаторы служат для восприятия температурных удлинений. Для каждого участка определяется эквивалентная длина местных сопротивлений, затем приведённая длина
3.Определяются потери напора на каждом участке по формуле:
где ρ=910 кг/м3- плотность сетевой воды.
4.Рассчитываются ответвления, используя оставшийся напор при условии, чтобы на конце каждого ответвления сохранялся необходимый располагаемый напор и потери на трение не превышали 300 Па/м. Эквивалентная длина и потери определяютcя аналогично.
5.Ответвления необходимо проектировать так, чтобы на них срабатывался весь напор, необходимый для работы магистрали. Для этого необходимо, чтобы суммарные потери давления на прямой и обратной линиях ответвления были равны потерям давления в прямом и обратном трубопроводах магистрали от конечного пункта до общей точки с ответвлением. Для соблюдения этого условия устанавливают регулируемые дроссельные диафрагмы. Диаметр диафрагмы определяется как:
,
где
- расчетный расход воды через диафрагму,
т/ч;
- напор, дросселируемый диафрагмой, м.
После расчета всех участков на магистрали и ответвлениях определяем гидравлическую невязку:
Устанавливаются две диафрагмы диаметрами 60 мм на подающем и обратном трубопроводах участка УТ4-УТ4.1. Тогда суммарные потери напора от источника для ответвления 2 составят 18,9+6,5=25,4 м вод.ст.
Таблица 9 Гидравлический расчёт тепловой сети
Участок |
Расход воды |
Размеры тр-да |
Длина участка |
Скорость воды, м/с |
Потери давления |
Суммарные потери от источника |
Примечание |
||||||
|
кг/с |
т/ч |
Dy,мм |
Dn×s, мм |
по плану,l, м |
Эквивалентная длина, м |
Приведённая длина, lпр |
R, Па/м |
R∙lпр, Па |
∆р, кПа |
∆Н, м |
||
Основная магистраль |
|||||||||||||
ТЭЦ-УТ1 |
136,1 |
490 |
350 |
377x9 |
50 |
51,3 |
101,3 |
1,4 |
57,1 |
5784,2 |
5,8 |
0,6 |
|
УТ1-УТ2 |
100,5 |
361,8 |
300 |
325x8 |
250 |
106,4 |
356,4 |
1,39 |
67,8 |
24163,9 |
29,9 |
3,0 |
|
УТ2-УТ3 |
52,9 |
190,5 |
250 |
273x8 |
240 |
87,13 |
327,13 |
1,06 |
49,8 |
16291,1 |
46,2 |
4,6 |
|
УТ3-УТ4 |
52,3 |
188,2 |
250 |
273x8 |
670 |
231,33 |
901,33 |
1,05 |
48,8 |
43984,9 |
90,2 |
9,0 |
|
УТ4-УТ5 |
25,9 |
93,4 |
175 |
194x5 |
470 |
121,36 |
591,36 |
1,02 |
70,4 |
41631,74 |
131,9 |
13,2 |
|
УТ5-УТ6 |
14,2 |
51 |
150 |
159x4,5 |
1070 |
205,92 |
1275,92 |
0,83 |
60,8 |
77575,94 |
209,4 |
20,9 |
|
УТ6-УТ7 |
8,2 |
29,5 |
100 |
133x4 |
300 |
61,44 |
361,44 |
0,71 |
55,7 |
20132,2 |
229,6 |
23,0 |
|
УТ7-УТ8 |
2,2 |
8 |
80 |
89x3,5 |
420 |
44,59 |
464,59 |
0,44 |
37 |
17189,8 |
246,8 |
24,7 |
|
УТ8-УТ9 |
1,1 |
4 |
70 |
76x3,5 |
300 |
32,4 |
332,4 |
0,31 |
23,3 |
7744,9 |
254,5 |
25,4 |
|
Ответвление 1 |
|||||||||||||
УТ5-УТ5.1 |
11,8 |
42,4 |
150 |
152x4,5 |
280 |
60,5 |
340,5 |
0,76 |
31,6 |
10759,8 |
142,6 |
14,3 |
|
УТ5.1-УТ5.2 |
9,2 |
33,2 |
100 |
133x4 |
310 |
57,04 |
367,04 |
0,78 |
67,4 |
24738,5 |
167,4 |
16,7 |
|
УТ5.2-УТ5.3 |
3,2 |
11,6 |
80 |
89x3,5 |
690 |
77,75 |
767,75 |
0,63 |
76,5 |
58732,9 |
226,1 |
22,6 |
|
УТ5.3-УТ5.4 |
1,3 |
4,8 |
70 |
76x3,5 |
320 |
44,2 |
364,2 |
0,37 |
33,4 |
12164,3 |
238,3 |
23,8 |
|
Ответвление 2 |
|||||||||||||
УТ4-УТ4.1 |
26,3 |
94,8 |
175 |
194x6 |
250 |
80,82 |
330,82 |
1,06 |
76,7 |
25373,9 |
115,6 |
11,6 |
|
УТ4.1-УТ4.2 |
23,8 |
85,6 |
175 |
194x6 |
350 |
105,78 |
455,78 |
0,95 |
61,4 |
27984,9 |
143,6 |
14,4 |
|
УТ4.2-УТ4.3 |
13,1 |
47 |
150 |
152x4,5 |
330 |
68,3 |
398,3 |
0,85 |
67,1 |
26725,9 |
170,3 |
17,0 |
|
УТ4.3-УТ4.4 |
2,3 |
8,4 |
80 |
89x3,5 |
390 |
53,8 |
443,8 |
0,47 |
41,8 |
18550,8 |
188,8 |
18,9 |
|
|
|||||||||||||
Таблица 10 Расчет числа компенсаторов для водяных тепловых сетей (компенсаторы П-образные со сварными трехшовными отводами R=1,5 D; для Ду 100 и меньше – с крутоизогнутыми отводами R=1,5 D).
№ |
Участок |
Dн×s, мм |
Длина участка l, м |
Максимальное расстояние между неподвижными опорами Δlно, м |
Число компенсаторов n |
Основная расчетная магистраль |
|||||
1 |
ТЭЦ-УТ1 |
377x9 |
50 |
140 |
1 |
2 |
УТ1-УТ2 |
325x8 |
250 |
120 |
2 |
3 |
УТ2-УТ3 |
273x8 |
240 |
120 |
2 |
4 |
УТ3-УТ4 |
273x8 |
670 |
120 |
6 |
5 |
УТ4-УТ5 |
194x5 |
470 |
100 |
4 |
6 |
УТ5-УТ6 |
159x4,5 |
1070 |
100 |
11 |
7 |
УТ6-УТ7 |
133x4 |
300 |
80 |
4 |
8 |
УТ7-УТ8 |
89x3,5 |
420 |
80 |
5 |
9 |
УТ8-УТ9 |
76x3,5 |
300 |
70 |
4 |
Ответвление 1 |
|||||
10 |
УТ5-УТ5.1 |
152x4,5 |
280 |
100 |
3 |
11 |
УТ5.1-УТ5.2 |
133x4 |
310 |
80 |
4 |
12 |
УТ5.2-УТ5.3 |
89x3,5 |
690 |
80 |
9 |
13 |
УТ5.3-УТ5.4 |
76x3,5 |
320 |
70 |
5 |
Ответвление 2 |
|||||
14 |
УТ4-УТ4.1 |
194x6 |
250 |
100 |
3 |
15 |
УТ4.1-УТ4.2 |
194x6 |
350 |
100 |
4 |
16 |
УТ4.2-УТ4.3 |
152x4,5 |
330 |
100 |
3 |
17 |
УТ4.3-УТ4.4 |
89x3,5 |
390 |
80 |
5 |
Таблица 11 Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений для основной расчетной магистрали
Участок |
Dн×s, мм |
Перечень местных сопротивлений |
Количество |
lэ, м на единицу |
lэ, м |
ТЭЦ-УТ1
|
377x9 |
Задвижка |
1 |
4,3 |
4,3 |
Компенсатор |
1 |
47 |
47 |
||
Итого на участок |
|
|
51,3 |
||
УТ1-УТ2
|
325x8 |
Задвижка |
1 |
4,17 |
4,17 |
Компенсатор |
2 |
40 |
80 |
||
Тройник в ответвлении |
1 |
20,8 |
20,8 |
||
Переход |
1 |
1,4 |
1,4 |
||
Итого на участок |
|
|
106,4 |
||
УТ2-УТ3
|
273x8 |
Задвижка |
1 |
3,33 |
3,33 |
Переход |
1 |
1,1 |
1,1 |
||
Тройник в ответвлении |
1 |
16,7 |
16,7 |
||
Компенсатор |
2 |
33 |
66 |
||
Итого на участок |
|
|
87,13 |
||
УТ3-УТ4
|
273x8 |
Задвижка |
1 |
3,33 |
3,33 |
Компенсатор |
6 |
33 |
198 |
||
Отвод |
1 |
7,8 |
7,8 |
||
Тройник в проходе |
2 |
11,1 |
22,2 |
||
Итого на участок |
|
|
231,33 |
||
УТ4-УТ5 |
194x5 |
Задвижка |
1 |
2,9 |
2,9 |
Компенсатор |
4 |
27,6 |
110,5 |
||
Тройник в проходе |
1 |
7,24 |
7,24 |
||
Переход |
1 |
0,72 |
0,72 |
||
Итого на участок |
|
|
121,36 |
||
УТ5-УТ6
|
159x4,5 |
Задвижка |
1 |
2,24 |
2,24 |
Компенсатор |
11 |
17,6 |
193,6 |
||
Тройник в проходе |
1 |
5,6 |
5,6 |
||
Отвод |
1 |
3,92 |
3,92 |
||
Переход |
1 |
0,56 |
0,56 |
||
Итого на участок |
|
|
205,92 |
||
УТ6-УТ7 |
133x4 |
Задвижка |
1 |
2,2 |
2,2 |
Компенсатор |
4 |
12,5 |
50 |
||
Тройник в проходе |
2 |
4,4 |
8,8 |
||
Переход |
1 |
0,44 |
0,44 |
||
Итого на участок |
|
|
61,44 |
||
УТ7-УТ8 |
89x3,5 |
Задвижка |
1 |
1,28 |
1,28 |
Компенсатор |
5 |
7,9 |
39,5 |
||
Тройник в проходе |
1 |
2,55 |
2,55 |
||
Отвод |
1 |
1 |
1 |
||
Переход |
1 |
0,26 |
0,26 |
||
Итого на участок |
|
|
44,59 |
||
УТ8-УТ9 |
76x3,5 |
Задвижка |
2 |
1 |
2 |
Компенсатор |
4 |
6,8 |
27,2 |
||
Тройник в проходе |
1 |
2 |
2 |
||
Отвод |
1 |
1 |
1 |
||
Переход |
1 |
0,2 |
0,2 |
||
Итого на участок |
|
|
32,4 |
Таблица 12 Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений для ответвления 1
Участок |
Dн×s, мм |
Перечень местных сопротивлений |
Количество |
lэ, м на единицу |
lэ, м |
УТ5-УТ5.1
|
152x4,5
|
Задвижка |
1 |
2,08 |
2,08 |
Тройник в ответвлении |
1 |
7,8 |
7,8 |
||
Переход |
1 |
0,52 |
0,52 |
||
Компенсатор |
3 |
16,7 |
50,1 |
||
Итого на участок |
|
|
60,5 |
||
УТ5.1-УТ5.2
|
133x4
|
Задвижка |
1 |
2,2 |
2,2 |
Компенсатор |
4 |
12,5 |
50 |
||
Тройник в проходе |
1 |
4,4 |
4,4 |
||
Переход |
1 |
0,44 |
0,44 |
||
Итого на участок |
|
|
57,04 |
||
УТ5.2-УТ5.3
|
89x3,5
|
Задвижка |
1 |
1,28 |
1,28 |
Переход |
1 |
0,26 |
0,26 |
||
Отвод |
2 |
1,28 |
2,56 |
||
Тройник в проходе |
1 |
2,55 |
2,55 |
||
Компенсатор |
9 |
7,9 |
71,1 |
||
Итого на участок |
|
|
77,75 |
||
УТ5.3-УТ5.4
|
76x3,5 |
Задвижка |
2 |
1 |
2 |
Компенсатор |
5 |
6,8 |
34 |
||
Переход |
1 |
0,2 |
0,2 |
||
Тройник в проходе |
2 |
2 |
4 |
||
Тройник в ответвлении |
1 |
3 |
3 |
||
Отвод |
1 |
1 |
1 |
||
Итого на участок |
|
|
44,2 |
Таблица 13 Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений для ответвления 2
Участок |
Dн×s, мм |
Перечень местных сопротивлений |
Количество |
lэ, м на единицу |
lэ, м |
УТ4-УТ4.1
|
194x6
|
Задвижка |
1 |
2,9 |
2,9 |
Тройник в ответвлении |
1 |
10,9 |
10,9 |
||
Компенсатор |
3 |
22,1 |
66,3 |
||
Переход |
1 |
0,72 |
0,72 |
||
Итого на участок |
|
|
80,82 |
||
УТ4.1-УТ4.2
|
194x6
|
Задвижка |
1 |
2,9 |
2,9 |
Компенсатор |
4 |
22,1 |
88,4 |
||
Тройник в проходе |
2 |
7,24 |
14,48 |
||
Итого на участок |
|
|
105,78 |
||
УТ4.2-УТ4.3
|
152x4,5
|
Задвижка |
1 |
2,08 |
2,08 |
Переход |
1 |
0,52 |
0,52 |
||
Отвод |
2 |
2,6 |
5,2 |
||
Тройник в проходе |
2 |
5,2 |
10,4 |
||
Компенсатор |
3 |
16,7 |
50,1 |
||
Итого на участок |
|
|
68,3 |
||
УТ4.3-УТ4.4
|
89x3,5 |
Задвижка |
2 |
1,28 |
2,56 |
Компенсатор |
5 |
7,9 |
39,5 |
||
Переход |
1 |
0,26 |
0,26 |
||
Тройник в проходе |
4 |
2,55 |
10,2 |
||
Отвод |
1 |
1,28 |
1,28 |
||
Итого на участок |
|
|
53,8 |