ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ

РАЗРАБОТКА ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКОГО ГРАФИКА ПРИ СЛОЖНОМ РЕЛЬЕФЕ МЕСТНОСТИ И ПРОТЯЖЕННЫХ ТЕПЛОВЫХ СЕТЯХ

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. Первона­чально изыскивают возможность такого расположения на графике ли­нии полного статического давления, чтобы всех абонентов можно было присоединить к тепловой сети по зависимой схеме. Для этого статиче­ское давление не должно превышать допустимого из условия прочности абонентских установок и должно обеспечивать заполнение водой мест-' ных систем. Наличие общей статической зоны для всей системы тепло­снабжения упрощает ее эксплуатацию и повышает ее надежность. Уста­новить единый уровень статического давления удается лишь при спо­койном рельефе местности теплоснабжаемого района. 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 теплоснабжаемого района с низкими геодезическими отметками, дру­гая — с высокими.

На рис. 8 9 показаны пьезометрический график и принципиальная схема системы теплоснабжения района, имеющего значительную раз­ность геодезических отметок уровня земли (40 м). Часть района, при­легающая к источнику теплоснабжения, имеет нулевые геодезические отметки, в периферийной части района отметки составляют 40 м. Высо­та зданий 30 и 45 м. Для возможности заполнения водой систем отопле­ния зданий III я IV, расположенных на отметке 40 м и создания в верх­них точках систем избыточного напора в 5 м уровень полного статиче­ского напора должен быть расположен на отметке 75 м (линия S2— S2). В этом случае статический напор будет равен 35 м. Однако напор в 75 м недопустим для зданий I и II, расположенных на нулевой отметке Для них допустимое наивысшее положение уровня полного статическогр

Ляторы РДДС (10) и РД2 (9), ДЯ 0 пґ,—напор, срабатываемый на клапане регулятора РДДС

При гидродинамическом режиме, I—IV — абоненты, / — бак подпиточной воды, 2, 3 — подпиточный насос н регулятор подпитки нижней зоны, 4 — предвключенный насос, 5 — теплофикационные 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 давления соответствует отметке 60 м. 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 50 м (линия 5] —Si) и верхнюю с уровнем в 75 м (линия S2—S2). 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 зрнами, в месте их соединения располагают разделительное устройство (см. рис. 8.9, б). 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 Ярддс 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 б верхнюю, и регулятор подпитки 9. Напор, развиваемый насосом, равен разности гидростатических напо­ров верхней и нижней зон. Подпитку нижней зоны оссуществляет подпи­точный насос 2 и регулятор подпитки 3.

Регулятор РДДС настроен на напор Ярддс (см. рис. 8.9, а). Ha 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 Hoi. 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 АЯрддс. Дроссельная подстанция при гидродинамическом режиме позволяет поддерживать давление в обратной линии верхней зоны не ниже принятого уровня статического давления S2 — S2.

Пьезометрические линии, соответствующие гидродинамическому ре­жиму, показаны на рис. 8.9,а. Наибольшее давление в обратном трубо­проводе у потребителя IV составляет 90—40 = 50 м, что допустимо. На пор 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 110 м, что обеспечивает невскипание высокотемпературного теплоноси­теля, так как при расчетной температуре 150°С минимальное допустимое давление равно 40 м.

Таким образом, 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. 8.9, является присоединение часта абонентов по независимой схеме. Здесь могут быть два варианта. Пер­вый вариант — установить общий уровень статического давления на от-
метке 50 м (линия Si — Si), 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= = 10 м, а со стороны нагреваемого теплоносителя определится высотой зданий. Второй вариант — установить общий уровень статического дав­ления на отметке 75 м (линия S2 — Ss) 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 (100 м).

При спокойном рельефе местности, но большой протяженности теп­ловых сетей возникает необходимость в установке насосных подкачива­ющих подстанций на подающей и обратной линиях. Это связано с тем, что допустимые потери давления в подающем и обратном трубопроводах оказываются недостаточными для обеспечения оптимальных гидравли­ческих уклонов, а их увеличение путем установки циркуляционных насо­сов, развивающих большие напоры, невозможно из условия прочности трубопроводов и оборудования. При установке подкачивающих подстан­ций по трассе тепловой сети увеличивается общий напор насосов, обе­спечивающий циркуляцию воды в системе, увеличиваются гидравличе­ские уклоны при неизменном положении верхней и нижней границ напо­ров в подающем и обратном трубопроводах. Установка подкачивающих подстанций позволяет также увеличить пропускную способность дейст­вующей системы теплоснабжения.

На рис. 8.10 вверху приведен пьезометрический график тепловой сети большой протяженности, а внизу показано расположение источника тепла, трубопроводов и подкачивающих станций. Если при сохранении нагрузки тепловой сети и уклонов пьезометрических линий ограничиться только установкой циркуляционных насосов на станции, тогда они должны развивать напор 140+40 + 40 = 220 м. Максимальный пьезомет­рический напор в начале сети составит 210 м, что недопустимо из усло­вия прочности трубопроводов. Такой пьезометрический график показан на рис. 8.10 пунктиром. Напор в обратной линии в конце магистрали составляет 100 м, что не позволяет присоединять потребителей по зави­симой схеме. Этот напор является предельным при независимом при-

Рис. 8.10. Пьезо­метрический гра. фик тепловой се­ти большой про­тяженности

1 — источник тепла;

2 — место расположе­ния подкачивающих насосов на подаю­щем и обратном теп­лопроводах; 3 — кон­цевой абонент; S — S — линия полного статического напора; #„, Н Н,

Н п. и н. п

—напоры, раз­виваемые насосами: сетевым, подпиточ­ным, подкачивающим на подающей линии, подкачивающим на обратной линии;

И3 — высота зданий
соединении. При установке насосных подстанций напор циркуляционного* насоса источника тепла снижается до 140 м, а максимальный напор в начале сети до 130 м, т. е. до допустимого. При этом снижение напора в подающем трубопроводе между источником тепла и насосной подстан­цией не вызывает недопустимого снижения напора в концевой части се­ти. Подкачивающие насосы повышают в этой зоне напор с 80 до 120 м. В результате такого решения напор в подающем трубопроводе изменя­ется в пределах от 80 до 130 м.

Подстанция на обратной линии снижает давление в концевой части сети между подстанцией и абонентом 3. В этой зоне напор в обратной линии не превышает допустимой величины в 60 м.

Таким образом, в результате установки подкачивающих насосных подстанций на тепловой сети большой протяженности удается выдер­жать расположение пьезометрических линий как в подающем, так и в обратном трубопроводах в допустимых границах при сохранении эконо­мически обоснованного удельного падения давления.

В случае понижения рельефа местности от источника тепла сущест­венно возрастает давление в обратной линии периферийной зоны района и оно может выйти за допустимые границы. Для снижения давления в этой части обратной линии на ней устанавливают подкачивающую на­сосную подстанцию. Такой случай показан на рис. 8.11. Если не уста­навливать насосной подстанции на обратной линии, тогда напор у кон­цевого абонента 3 будет равен 60 + 30 = 90 м, что не позволит осущест­вить зависимое присоединение. Пьезометрические линии подающего и обратного теплопроводов для системы б. ез подкачивающей подстанции при развиваемом циркуляционным насосом напоре 130 + 30=160 м по­казаны на рис. 8.11 пунктиром. Максимальный напор в подающей линии оказывается равным 140+30=170 м, т. е. превышает допустимый (160 м). В результате установки на обратном теплопроводе подкачива­ющих насосов пьезометрическая линия подающего теплопровода экви­дистантно опускается на 30 м, а давление в Обратном теплопроводе между насосной подстанцией и концевым абонентом оказывается в зоне

Лить систему на две статические зоны: верхнюю вблизи источника и нижнюю на дериферии. Такой случай показан на рис. 8.12. Чтобы сни­зить давление в обратной линии в концевой части магистрали в точке М установлена насосная подкачивающая подстанция. Насосы развивают напор в 40 м. Это позволяет снизить напор, развиваемый сетевыми на­сосами, до 85 м и соответственно снизить давление в подающей линии.

Тепловая сеть разделена на две статические зоны: верхнюю вблизи источника тепла с пьезометрическим напором в 50 м и нижнюю в пери­ферийной части сети с пьезометрическим напором в 50 м. Для разделения сети при остановке насосов на две статические зоны на подающей линии установлен автомат рассечки 1, а на обратной линии — обратный кла­пан. При остановке насосов давление в трубопроводах начинает вырав­ниваться и растет давление в обратном трубопроводе на участке от на­сосной подстанции до концевой точки IV. Рост давления передается по импульсной трубке к регулятору, управляющему клапаном рассечки, клапан закрывается и гидравлически разобщает подающую линию на две зоны. Переток воды из верхней зоны в нижнюю предотвращает об­ратный клапан, установленный на обратной линии. В результате при статическом режиме сеть будет разделена на две зоны с уровнями Si — Si и S2 — 52.

Поддержание статического уровня верхней зоны обеспечивает под - питочное устройство источника тепла. Поддержание статического уровня нижней зоны обеспечивает двухимпульсный дроссельный клапан 3. Основным импульсом является давление в обратной линии, разрешаю­щим — давление в подающей линии нижней зоны.