ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ И ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМЫ




ТЕМА 7.

ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.

 

1. Пьезометрические графики.

2. Выбор схем присоединения абонентских установок.

3. Гидравлическая устойчивость.

4. Переменные гидравлические режимы.

 

Под гидравлическим режимом теплофикационной системы понимается взаимосвязь между расходами и давлениями воды в данный момент времени. При рассматриваемых стационарных режимах эти параметры являются неизменными во времени.

Гидравлический режим определяется характеристиками основных элементов, образующих теплофикационную систему. Такими элементами являются насосно-подогревательная установка и трубопроводы источника теплоснабжения, тепловая сеть с насосными и дроссельными станциям, расположенными на трассе, абонентские теплопотребляющие установки. Эти элементы можно разделить на активные (насосы), в которых давление воды повышается за счет подвода механической энергии извне, и пассивные (все остальные элементы), в которых давление воды снижается из-за потерь на трение.

При анализе гидравлических режимов систем теплоснабжения наряду с давлением применяется и другая единица гидравлический потенциал-напор. Напор выражается в линейных единицах (обычно метрах) столба жидкости, протекающей по трубопроводу.

Напор Н, м и давление р связаны следующей зависимотьь:

Н=р/ρg,

 

где р - давление, Па (Н/м2), ρ- плотность, кг/м3, g =9,8 м/с2.

На рисунке представлена принципиальная схема сети, а также изображен примерный пьезометрический график с основными изображениями. На пьезометрическом графике в масштабе нанесены рельеф местности, высоты отопительных систем присоединенных зданий, значения полного Н0 и пьезометрического Н напорах во вех точках системы. В месте со схемой, на которой указаны расходы воды, пьезометрический график полностью определяет гидравлический режим тепловой сети.

Для расчета и анализа гидравлических режимов тепловых сетей существенное значения имеют не только гидравлические характеристики отдельных элементов оборудования абонентских теплопотребляющих установок, но и гидравлическая характеристика тепловой подстанции в целом. Эта характеристика определяется как характеристиками отдельных элементов, так и схемой их соединения, установленными авторегуляторами, их настройкой и т.д.

 

2. Выбор схемы присоединения абонента к тепловой сети осуществляют, прежде всего, по параметрам теплоносителя на вводе в здание и характеристикам внутренних систем абонента.

Параметры теплоносителя на вводе указывают теплоснабжающие организации. Таковыми параметрами являются:

ü давление в подающей и обратной магистрали тепловой сети,

ü статическое давление,

ü возможный диапазон колебания этих давлений,

ü расчетный график температур в сети.

Характеристики внутренних систем принимают по проекту либо по результатам натурных измерений. Весьма желательным при выборе схемы присоединения абонента является рассмотрение ее работоспособности с учетом перспективных тенденций изменения гидравлического режима тепловой сети, учетом возможной модернизации внутренних систем. Так, например, увеличение потребителей и повсеместное применение современных систем отопления с количественным регулированием сопровождается возрастанием колебания давления в теплосети. Это требует соответствующей технической защиты систем абонента. Особенно с неавтоматизированными узлами присоединения.

Преобразование характеристик теплоносителя до требуемой кондиции в системах абонента осуществляют в тепловых пунктах. Современные подходы в энергосбережении требуют реализации этих задач непосредственно у потребителя в индивидуальных тепловых пунктах. Для этого используют специальное оборудование, увязанное в функциональные схемы. Во все многообразие схем положены общие подходы, реализуемые для присоединения системы отопления как отдельно, так и совместно с системой горячего водоснабжения и системой теплоснабжения вентиляционных установок.

3. Состояние систем теплоснабжения во многих районах ПМР с позиции гидравлического режима можно оценить как неудовлетворительное, о чем свидетельствуют многочисленные сообщения об аварийных ситуациях и замерзающих районах, поселках. Причинами служат многочисленные проблемы, накопившиеся за годы эксплуатации систем, без выполнения своевременных мероприятий по их решению.

Редко встречаются цифры, характеризующие тепловую сеть в отношении устойчивости к возмущениям или разрегулированию режима работы. Зачастую этот показатель работы систем теплоснабжения не содержится в проектных документах тепловых сетей, не просчитывается при многочисленных изменениях в схемах при их развитии и реконструкции. Несмотря на это, вопрос актуален и достаточно сложен.

Оценка гидравлической устойчивости тепловых сетей. Проблема оценки гидравлической устойчивости состоит в комплексном подходе ее изучения и осложняется ведомственной разобщенностью организаций, эксплуатирующих отдельные основные части единой системы теплоснабжения.

С позиции сбора данных и анализа результатов режима работы системы, ее можно условно разделить на составные части:

ü - источник теплоснабжения со своим оборудованием (теплофикационная установка, котлы, насосы, ХВО и т.п.);

ü - тепловые сети и их оборудование;

ü - системы теплопотребления.

Каждая из этих частей характеризуется своим гидравлическим сопротивлением в зависимости от сочетания работающего оборудования, его характеристик работы и расхода теплоносителя - горячей воды. Сопротивление системы теплоснабжения во многом зависит от числа включенных систем теплопотребления, схем присоединения отопительных и нагревательных приборов и т.п. Сопротивление сетей и оборудования теплогенерирующего источника должно преодолеваться сетевыми насосами, установленными на источнике и подкачивающих насосных станциях магистральных тепловых сетей.

Количественно гидравлическая устойчивость для тепловых систем оценивается коэффициентом гидравлической устойчивости:

где: - потери напора в системе теплопотребления;

- потери напора в тепловой сети от теплоисточника до потребителя;

- располагаемый напор в тепловой сети на выходе из источника.

Коэффициент гидравлической устойчивости зависит от числа и величины гидравлического сопротивления систем подключенных потребителей тепла и обратно пропорционален величине располагаемого напора, развиваемого насосами.

Коэффициент гидравлической устойчивости может изменяться от «0» до «1», т.к. ∆Нрасп ≥ ∆Нпот, при этом выполняется непременное условие работы системы - напор, развиваемый насосами в теплоисточнике, должен преодолевать гидравлическое сопротивление сети и систем теплопотребления.

Система считается более гидравлически устойчивой, чем выше значение коэффициента «К», что имеет место при снижении потерь напора в сетях до потребителя и может вызвать увеличение количества перекачиваемой сетевой воды сверх нормативных объемов, т.е. повлечь гидравлическую разрегулировку системы.

Регулировка системы оценивается отношением расходов:

где: Gф - фактический расход сетевой воды в системе;

Gр - расчетный расход сетевой воды при проектном температурном график е.

 

 

Зависимость между степенью разрегулировки гидравлического режима Х и коэффициентом гидравлической устойчивости К выражается формулой:

Так, по теплоисточникам г. Вологды и населенных пунктов Вологодской области можно рассчитать степень разрегулировки Х и коэффициент К, подключенных к ним тепловых сетей. Результаты сведены в таблицу.

Например, система отопления потребителя с приборами М-140и М-140АО имеет гидравлическое сопротивление 1 м и располагаемый напор до источника тепла составляет 100 м. В этом случае К = 0,1. Если при помощи диафрагмы или регулирующего органа повысить сопротивление сети потребителя до 15 м.в.ст., то при этом К = 0,39, т.е. гидравлическая устойчивость повысится в 4 раза и потребитель в крайнем случае получит теплоносителя в 2,58 раза больше нормы за счет соседних систем теплопотребления. При возросшей гидравлической устойчивости в 4 раза степень разрегулировки гидравлического режима сократилась почти в 40 раз.

Анализ формулы (3) позволяет сделать вывод, что гидравлическая система со степенью разрегулировки X=1, или хорошо отрегулированная система, в которой фактически расход теплоносителя соответствует расчетному значению, имеет коэффициент устойчивости равный К= 1, т.е. наилучший показатель по устойчивости.

Способы повышения гидравлической устойчивости. Всякая регулировка должна начинаться с определения гидравлической устойчивости системы.Для выравнивания (повышения) гидравлической устойчивости наиболее эффективным и малозатратным вариантом является комплексная регулировка гидравлического режима на основании расчетных данных и проектных решений. Для избежания гидравлической разрегулировки отдельных абонентов или отопительных систем с открытым водоразбором применяют элеваторы (или циркуляционные насосы на перемычке вместо элеваторов), обеспечивая постоянство расхода сетевой воды у потребителя. Сокращение расхода сетевой воды при регулировке системы способствует уменьшению потерь в сети, что увеличивает гидравлическую устойчивость последней.Повышение гидравлической устойчивости сети возможно проведением дополнительного дросселирования потока воды в индивидуальных тепловых узлах потребителей и смешивающих устройствах (индивидуальное регулирование), а так же в тепловых камерах магистральных тепловых сетей на квартальных ответвлениях (местное регулирование) и теплоисточнике (нейтральное регулирование).

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-05-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: