Гидравлический расчет участка тепловой сети

 

Пример гидравлического расчета.

Расчет приведен по фактическим нагрузкам для подающего трубопровода на примере участка ТК-37Д*–ТК-36Д.

Определяем расход на отопление и вентиляцию

,

где  суммарная нагрузка на отопление и вентиляцию (см. табл. 1);  теплоемкость воды; температура теплоносителя в подающем трубопроводе;  температура теплоносителя в обратном трубопроводе.

Расход воды на ГВС.

,

где  средняя расчетная нагрузка на ГВС (табл. 1);  расчетная температура воды в местной системе горячего водоснабжения при открытой системе [3]; температура холодной водопроводной воды.

Суммарный расход теплоносителя в подающем трубопроводе

.

Удельное линейное падение давления

,

где  средняя плотность теплоносителя в интервале температур от 70°С до 150°С;  условный диаметр трубопровода на участке ТК38Д – ТК-37Д*.

Значение эквивалентной шероховатости , поэтому по табл. 4.14 находим поправочный коэффициент , который при  составляет .

Уточняем значение удельного падения давления на участке сети

.

Определяем линейное падение давления на участке сети

,

где  длина трубопровода на участке ТК-38Д-ТК-37Д* (рис. А2).

Далее следует определение местных гидравлических потерь на участке сети.

Рассчитываем скорость потока теплоносителя:

,

При рассчитанной скорости теплоносителя определяем местные потери давления  по при значении коэффициента местного сопротивления .

Сумма коэффициентов местных сопротивлений складывается из сопротивления задвижек, компенсаторов, отводов и др.

Доля местных сопротивлений принимаем 30%.

При сумме коэффициентов местных сопротивлений  местное падение давления составит:

Суммарные потери давления на участке ТК-38Д –ТК-37Д*

По аналогии с подающим трубопроводом выполняется расчет обратного трубопровода.

Результаты гидравлического расчета для фактических нагрузок приведены в табл. 3, 4.

Таблица 2 – Расходы и скорости при фактических нагрузках

Начало участка	Конец участка	Диаметр, мм	Длина, м	Подающий трубопровод		Обратный трубопровод
				Расход теплоносителя, т/ч	Скорость, м/с	Расход теплоносителя, т/ч	Скорость, м/с
1	2	3	4	5	6	7	8
Э/к	ТК-39Д	500	8	1759,95	2,455	1432,6	1,99
ТК-39Д	ТК-39Д	300	1	1759,95	6,686	1432,61	5,44
ТК-39Д	ТК-38Д	500	165	1759,5	2,454	1432,61	1,99
ТК-38Д	ТК-37Д*	500	193	1735,09	2,42	1410,78	1,96
ТК-37Д*	ТК-36Д	500	22,4	1328,41	1,853	1107,25	1,544
ТК-36Д	ТК-36Д*	500	52,2	1328,4	1,853	1107,26	1,544
ТК-36Д*	ТК-34Д	500	38,4	1328,38	1,853	1107,29	1,544

 

Пьезометрический график представлен на рисунке 8.

Рисунок 8 – Пьезометрический график (

 

По результатам гидравлического расчета, были выявлены достаточно высокие скорости теплоносителя (средняя скорость на участке на подающем трубопроводе-2,79 м/с), особенно критический участок находится в ТК-39Д, где скорость теплоносителя достигает 6,686 м/с (диапазон оптимальной скорости теплоносителя варьируется от 0,5 м/с до 3,0 м/с, максимальный предел составляет 3,5 м/с), с учетом изношенности сетей, это может привести с большой долей вероятности к гидравлическому удару. Также высокая скорость теплоносителя введет к увеличению потерь напора на трение и в местных сопротивлениях участках тепловой сети (таблица 3).    

Таблица 3 – Гидравлический расчет при фактических нагрузках

Начало участка	Конец участка	Диаметр, мм	Длина, м	Подающий трубопровод		Обратный трубопровод		Располагаемый напор, м вод. ст.
				Суммарные потери напора, м вод. ст.	Удельные линейные потери, м вод. ст.	Суммарные потери напора, м вод. ст.	Удельные линейные потери, м вод. ст.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Э/к	ТК-39Д	500	8	0,143	13,712	0,095	9,091	71,419
ТК-39Д	ТК-39Д	300	1	0,25	192,377	0,166	127,498	71,182
ТК-39Д	ТК-38Д	500	165	3,561	16,606	2,36	11,007	70,766
ТК-38Д	ТК-37Д*	500	193	4,049	16,141	2,678	10,674	64,844
ТК-37Д*	ТК-36Д	500	22,4	0,276	9,465	0,192	6,578	58,117
ТК-36Д	ТК-36Д*	500	52,2	0,642	9,465	0,446	6,578	57,649
ТК-36Д*	ТК-34Д	500	38,4	0,472	9,464	0,328	6,578	56,56

Таким образом, для надежного теплоснабжения участка тепловых сетей от Э/к «Байкальская» до ТК-34Д необходимо:

1) увеличение диаметра участка тепловой сети от ТК-34Д до здания электрокотельной, благодаря этому удастся поддерживать оптимальный гидравлический режим тепловой сети (уменьшение скорости до оптимальных значений, увеличение пропускной способности, для поддержания нормативных значений);

2) прокладка труб в изоляции современного исполнения (будут рассмотрены несколько видов тепловой изоляции из которых будет выбран самый оптимальный) с целью увеличения срока эксплуатации труб до 30 лет и снижение расходов на ремонт теплотрасс в 3 раза, что приводит к снижению затрат на топливо и дополнительной экономии денежных средств;

3) восстановление гидроизоляции плит перекрытия каналов и тепловых камер. Надежная гидроизоляция каналов тепловых сетей является обязательным условием сооружения подземных теплотрасс.

В том случае, если прокладка инженерной системы выполняется ниже уровня грунтовой воды, технология предусматривает дополнительное обустройство дренажной системы.