Проектування теплової мережі ТЕС

Побудову п’єзометричного графіка двотрубної системи  почнемо з проведення горизонтальної площини відліку (абсциса), що відповідає рівню осі мережного насоса. По осі ординат відкладемо (у визначеному масштабі) розміри напору і висот абонентських систем. До теплової мережі підключено чотири абоненти. Значення  напорів і висот занесено в таблицю 5.1. Розрахункова температура мережної води в напірному (прямому) трубопроводі становить - t1=150 °С, а в зворотному  - t2=70 °С.

Приймаємо статичний напір (напір підживлювального насосу) теплової мережі рівним – Н=60 м вод. ст. й проводимо на цій висоті лінію КЗ. Виходячи з того, що діючий напір у самого віддаленого абонента має бути в мінімально припустимих межах (25 мм) відкладемо його значення і одержимо лінію КИ.  

 

Таблиця 5.1 – Значення напорів і висот абонентів

Ділянка	АБ	БВ	БГ	ГД
Довжина ділянки  L, м	1500	1500	3500	2500
Висота будівель h, м	15	15	30	10
Витрати теплоносія W, %	100%	0.7∙WАБ	0.3∙WАБ	0.85∙WБГ

 

Розділивши КИ навпіл, проведемо вісь. Точка К є початковою точкою п`єзометричного графіка теплової мережі, так як навпроти цієї точки заходиться найвіддаленіший абонент. Тому, побудову графіка зміни напорів (зворотного п’єзометра) починаємо з точки К, для  зворотної магістралі. Спочатку визначимо розмір лінійних втрат напору в зворотній магістралі основного напрямку Е-Д-В-О, за формулою:

DНЛ= hl´L´0,102×10-3,

де hl -  питомого лінійного падіння напору, Па/м; 

     L – довжина лінійної ділянки трубопроводу мережної води, м.

Питомі лінійні втрати напору на ділянці найпростіше розраховувати за номограмами [2], або [9]. Питомі втрати напору залежать від витрат води, стандартного діаметру трубопроводу та швидкості води в трубопроводі та інших факторів. Значення питомих лінійних втрат напору на ділянках тепломережі занесено в таблицю 5.2.

Для визначення питомих лінійних втрат напору треба знати витрату теплоносія. Максимальна витрата у нас при tЗов= –4 ◦C – WАБ=5182 кг/с (табл. 3.4.1). Витрати на інших ділянках знаходимо за процентним співвідношенням, приведеним у табл. 5.1. За номограмою [9] на вісі ”Витрата води” відкладаємо  значення витрати теплоносія на ділянці АБ й з цієї точки проводимо перпендикуляр до перетину з лінією стандартних діаметрів (зростають зліва-направо) при умові, що швидкість води (теплоносія) в трубопроводі становить – VВ=1,5…2 м/с. Для ділянки АБ  з витратою WАБ=5182 кг/с  не попадаємо на лінію стандартного діаметру трубопроводу у вказаних межах швидкості води. Отже трубопровід складатиметься не з 1, а з 2 труб. Тоді ділимо витрату на 2 трубопроводи і аналогічно шукаємо діаметр стандартної труби для витрати WАБ=2591 кг/с. Зафіксувавши значення стандартного діаметра трубопроводу – для ділянки АБ становить 1,392 м, – по тій же номограмі знаходимо значення питомих лінійних втрат тиску на ділянці (проводимо горизонтальну лінію наліво): DhАБ=12,5 Па/м.  Потім за формулою переходимо від питомих до абсолютних лінійних втрат напору на цій ділянці:

DНАБ=0,102×10-3×12,5×1500=1,913 м.вод.ст.  .

Для інших ділянок робимо аналогічно. Результати розрахунків приведені в таблиці 5.2

 

Таблиця 5.2 – До побудови п’єзометричного графіка

Ділянка	АБ	БВ	БГ	ГД
Довжина ділянки  L, м	1500	1500	3500	2500
Витрати теплоносія G, кг/с	2591,08	1813,75	777,32	660,72
Кількість труб	1	1	1	1
Швидкість теплоносія  υ, м/с	1,72	1,7	1,77	1,63
Питома втрата тиску Dh, Па/м	12,5	15	20,01	32,78
Абсолютна втрата напору  DН, м.вод.ст.	1,913	2,295	7,144	8,359

 

Після того, як знайшли гідравлічні втрати напору теплоносія для кожної ділянки, відкладемо їх на п’єзометричному графіку.

Побудову почнемо від найвіддаленішого абонента Д. Пряма КЗ в перетині з прямою, проведеною з Г паралельно осі ординат, утворює точку К//. Ввідкладаємо вниз відрізок К/ Д/ рівний гідравлічним втратам напору на ділянці ГД, тобто 8,359 м вод. ст. (в масштабі 1см=10м.вод.ст. це буде 8,359 мм). Сполучивши точки К і Д// отримаємо відрізок КД/ ,  який  буде характеризувати зміну напору на ділянці ГД.

Побудуємо зміну втрат напору на ділянці БГ. Для цього з точки Д// проводимо пряму, паралельну осі абсцис, - Д/ Д//. Відкладаємо аналогічно вниз відрізок, рівний гідравлічним втратам напору на ділянці БГ – 7,144 м вод. ст. (7,14 мм). Сполучивши точки Д/ і Г/ отримаємо відрізок Д/Г/,  який  буде характеризувати зміну напору на ділянці БГ.

Побудуємо зміну втрат напору на ділянці БВ. Для цього з точки В проводимо пряму паралельну осі ординат до перетину з прямою, проведеною з Г/ перпендикулярно осі ординат. В перетині утворюється точка В/ . Відкладаємо вгору відрізок В/ В// рівний гідравлічним втратам напору на ділянці БВ, тобто 2,29 м вод. ст. Сполучивши точки Г/ і В// отримаємо відрізок,  який характеризує зміну напору на ділянці БВ.

Виходячи з умов  СНІП 11-36-73, лінія зворотного п’єзометра повинна проходити не менше ніж на 5 м над перекриттями верхнього поверху всіх забезпечуваних теплом будинків району. Будинки, для яких не можливо здійснити цю умову, варто приєднувати за незалежною схемою або застосувати регулятори тиску "до себе". У даному випадку до абонента Б застосовується схема з регулятором тиску "до себе" , а абоненти Г, В повинні бути підключені до тепломережі за незалежною схемою.

Після того як побудували зворотній п’єзометр, побудуємо прямий п’єзометр, який є дзеркальним відображенням зворотного відносно осі.

Таким чином ми побудували умовний п’єзометричний графік.

В прийнятому температурному графіку (150¸ 70) °С , при температурі зовнішнього повітря tРО=-22°С (розрахункова для опалення), пряма мережна вода становить 150 оС, тиск всередині прямого теплопроводу мережі , повинен бути вищим за тиск паротворення при даній температурі. Температурі 150 °С відповідає тиск насичення 0,48 МПа.

Маючи ці дані, можна визначити так звану “зону закипання” та “зону роздавлення”. Лінія 1-1 є нижньою межею зони закипання і називається  "лінією закипання". Її проводять приблизно паралельно лінії прямого п`єзометра, де 48 м вод. ст. приймається як запас. Все що лежить нижче цієї лінії, знаходиться під тиском, що перевищує тиск насичення, і виникнення закипання виключено. Лінія 2-2 є верхньою межею зони роздавлювання і називається “лінією роздавлювання”. Проводиться ця лінія приблизно паралельно лінії зворотного п’єзометра на відстані 60 м вод. ст. Величина 60 м вод. ст. - це гранично допустимий тиск в опалювальних установках абонентів. Все що лежить нижче лінії роздавлювання не допустимо для нормальної експлуатації абонентських пристроїв.

 

Рис.1 Річний графік відпуску теплоти від ТЕЦ 

Рис. 2 Діаграма режимів теплопостачання

 

Рис3. П’єзометричний графік теплової мережі 
Висновок

В курсовій роботі проводився розрахунок та побудова діаграми режимів та п’єзометричного графіку для теплового навантаження 1250 МВт м. Київ.

При побудові діаграми режимів були отримані такі основні величини:

- для температури  навколишнього середовища +4°С(максимальна витрата мережної води):

температура прямої мережної води  - 70 °С;

температура зворотної мережної води -  41°С;

витрати мережної води –5182,16 кг/с.      

 

Перелік посилань

 

1. Методичні вказівки до курсової роботи по курсу “Теплофікація та теплові                                 мережі”.Укл.: В.С.Столяр,Л.І.Федорченко,Е.Г.Скловска.-К.: КПІ, 2000.-25с.
2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. –М.: Енергия,1982. –359с.
3. Рижкин В.Я.  Тепловые електрические станции. –М.: Енергоатомиздат, 1987. –327с.