Ved design og drift af varmenetværk, sammen med tryk, er en anden enhed af hydraulisk potentiale også meget brugt - tryk. Tryk er trykket udtrykt i lineære enheder (normalt meter) af væskesøjlen, der transmitteres gennem rørledningen.
Tryk og tryk er forbundet med følgende forhold
Н = р/ρg, (1)
hvor H er hoved, m;
p - kølemiddeltryk, Pa;
ρ – kølevæskedensitet, kg/m3;
Et lignende forhold er relateret til trykfaldet og tryktabet i netværket eller den tilgængelige trykforskel og det tilgængelige tryk (trykforskellen) i netværket
ΔΗ= Δр / ρg eller h = R / ρg,
hvor ΔΗ er tryktab eller tilgængeligt tryk, m; p - trykfald eller tilgængelig trykforskel Pa; h og R - specifikt tryktab (dimensionsløs værdi) og specifikt trykfald, Pa/m.
Fuldt tryk tælles fra én generel betinget vandret niveau.
Trykket målt ikke fra det konventionelle vandrette niveau, der er fælles for hele netværket, men fra niveauet af rørledningsaksen på et givet punkt, kaldes piezometrisk hoved eller piezometrisk højde.
Ved design og drift af forgrenede varmenetværk, når det er nødvendigt at tage hensyn til den gensidige påvirkning af adskillige faktorer, der bestemmer netværkets hydrauliske tilstand: områdets geodætiske profil, abonnentbygningernes højde, tryktab i varmenettet og abonnenten installationer osv., er det meget brugt piezometrisk graf. Den piezometriske graf viser terrænet, højderne af forbundne bygninger og størrelsen af sættet i netværket i en bestemt skala. Ved hjælp af den piezometriske graf er det nemt at bestemme trykket og det tilgængelige tryk på ethvert punkt i netværket og abonnentsystemet.
Piezometrisk graf takket være dens klarhed gør den det let at navigere i den hydrauliske tilstand af varmenetværk og lokale systemer. Design af et netværk uden at tage højde for den piezometriske graf, især under forhold med en kompleks profil, kan føre til irrationelle abonnentforbindelsesordninger, uberettiget konstruktion af pumpestationer og komplicere driften af hele varmeforsyningssystemet som helhed.
En piezometrisk graf (trykgraf) kan kun konstrueres efter at have udført en hydraulisk beregning af rørledninger - baseret på de beregnede trykfald i netværkssektioner. Profilen af varmenettets rute er plottet på grafen i den valgte skala; højder af varmesystemer forbundet til varmenettet, betinget lig med bygningernes højder; pumpetrykværdier på ethvert punkt i netværket i statiske og dynamiske tilstande.
Det er konventionelt antaget, at aksen af rørledninger og geodætiske mærker til installation af pumper og varmeapparater i første sal af bygninger falder sammen med jordoverfladen. Den højeste placering af vand i varmesystemet falder sammen med bygningens øverste niveau.
Grafen er plottet langs to akser - lodret og vandret. På den lodrette akse er trykket på ethvert punkt i netværket, pumpetryk, netværksprofil og højden af varmesystemer i meter.
Et eksempel på plotning af en graf er vist i fig. 1.
Ris. 1. Piezometrisk graf over et to-rørs vandvarmenet.
Længderne af individuelle sektioner af netværket er plottet langs den vandrette akse, vist relativ position horisontalt af karakteristiske varmeforbrugere. Alle trykaflæsninger foretages ud fra niveau I-I, hvilket normalt svarer til højden af netværkspumpernes akse, taget som den geodætiske højde "0".
Vist under grafen kredsløbsdiagram varmenet, hvortil der bygges.
Punkt A karakteriserer placeringen af varmeforsyningskilden, eller rettere, placeringen af netværkspumpen. Punkt L svarer til placeringen af den sidste varmeforbruger, hvis varmesystems højde er lig med segmentet LM på en lodret skala. Varmeforbrugeren fjernes fra varmekilden i en afstand svarende på vandret skala til segmentet AL i meter.
Ved punkt D er der en forgrening til forbruger E; højden af forbrugerens varmesystem er karakteriseret ved segmentet EN på en lodret skala. Pumpen i punkt A skaber tryk i forsyningsledningen N N, tryk i returledningen N B. Trykforskel N N - N B = N C kaldet tryk, udviklet netværkspumpe.
Ændringen i tryk i forsyningsledningen på grafen er vist med den skrå linje A 1 L 1.
Overskridelsen af punkt A 1 over L 1 repræsenterer tryktabet i fremløbsvarmerøret fra punkt A til punkt L. Størrelsen af tryktab bestemmes ved hydraulisk beregning og er i fremløbsvarmerøret ΔH 1 = H H - H L1, m, og i returvarmerøret
ΔH2 =H L2 – H V, m.
Linje A 2 L 2 viser arten af trykændringen i returledningen. Ændringen i tryk i grenvarmerørledningerne er vist med linjerne D 1 E 1 og D 2 E 2.
Forskellen i tryk i forsynings- og returvarmerørledningerne kaldes det tilgængelige tryk på et netpunkt.
Tryk i forsyningsvarmerørledningen ved punkt K: H 1 = H K1 - Z, m, hvor Z er rørledningens geodætiske højde i punkt K, m.
Tryk i returvarmerøret: H 2 = H K2 -Z, m.
Tilgængeligt tryk ved punkt K:
ΔН К = Í 1 – Í 2 = (Í К1 – Z) – (Í К2 – Z) = Í К1 – Í К2, m.
Analogt med formel (2) er det tilgængelige tryk ved punkt L lig med ΔН L1 - Н L2.
Ændringen i tryk i varmerørene, vist med linjerne A 1 L 1 og L 2 A 2, svarer til varmeforsyningssystemets dynamiske tilstand, dvs. når netværkspumpen kører, og kølevæsken bevæger sig. Når netværkspumpen stopper, og kølevæskecirkulationen stopper, udlignes trykkene i begge ledninger og indstilles til det øverste mærke af det højest og højest placerede varmesystem, der er tilsluttet varmenettet langs afhængigt kredsløb(ved vandtemperaturer op til 100 °C).
I fig. 1 statisk tryklinje er vist med en stiplet vandret linje A 3 M.
Ved hydraulisk beregning af dampnetværk kan profilen af damprørledningen ignoreres på grund af den lave dampdensitet. Trykfaldet på tværs af damprørsektionen antages at være lig med trykforskellen ved sektionens endepunkter.
For at forhindre fejlagtige beslutninger, før der udføres en hydraulisk beregning af vandnetværk, er det nødvendigt at skitsere mulig natur piezometrisk graf og, baseret på den, vælg de tilladte grænser for tryktab, der ikke komplicerer diagrammet over varmenetværket og abonnentindgange. Ud fra den tekniske og økonomiske beregning er det kun nødvendigt at afklare værdien af tryktabet uden at gå ud over grænserne skitseret i henhold til den piezometriske graf. Denne designprocedure gør det muligt at tage højde for de tekniske og teknisk-økonomiske egenskaber ved det designede objekt.
Ved konstruktion af en piezometrisk graf i designperioden skal følgende overholdes: følgende forhold:
1. Tryk i varmeforbrugsanlæg tilsluttet nettet bør ikke overstige de tilladte grænser. I varmeabonnentsystemer bør det tilladte tryk ikke overstige 60 m. Et tryk på 60 m er maksimum for returledningen. i forsyningsledningen kan den være højere end 60 m, da den altid kan reduceres (drosles) op til trykket i returledningen.
2. Tilvejebringelse af overtryk (over atmosfærisk) på alle punkter i netværket og abonnentsystemer for at forhindre luftlækager.
3. Tilvejebringelse af tryk svarende til mætningstemperaturen i netværket for at forhindre vandkogning. På intet tidspunkt i netværket bør trykket i forsyningsledningen være lavere end det statiske tryk, dvs. den piezometriske graf for forsyningsledningen bør ikke krydse den statiske tryklinje.
4. Minimumstrykværdien foran netværkspumper skal være mindst 5-10 m.
5. Trykket i lokale forbrugersystemer bør ikke være lavere end det statiske tryk i de lokale systemer selv (det statiske tryk er lig med systemets højde). Ellers kan den øverste del af systemerne tømmes, og luft kan blive suget ind.
6. Ved forbrugernes tilslutningspunkter skal de tilgængelige tryk svare til tryktabene i lokale systemer, når kølevæsken passerer i beregnede mængder.
Alle disse krav skal opfyldes både under systemdrift, dvs. når vandet cirkulerer, og når cirkulationen stopper, dvs. i en statisk tilstand af systemet.
Værdien af tryk og deres fordeling i hele netværket giver udgangspunktet for valg af tilslutningsdiagrammer til varmeforbrugere. Tryktilstanden i netværket er af største betydning for valget af tilslutningsordninger for varmesystemer til det termiske netværk.
For at analysere driften af varmenetværk, vælge netværksudstyr og ordninger for tilslutning af abonnenter til varmenetværk er det nødvendigt at udvikle hydrauliske tilstande for vandvarmenetværk (piezometriske grafer). De viser ændringer i tryk langs længden af rørledninger og i elementer af varmenetværk. Hydrauliske tilstande bør udvikles til opvarmning og perioder uden opvarmning, samt for nødtilstande.
Den piezometriske graf er konstrueret til to driftstilstande: statisk, når netværkspumpen ikke kører, og dynamisk når netværkspumpen kører. I statisk tilstand er der ingen vandcirkulation, og dets tryk er det samme på alle punkter af rørledningerne. Størrelsen af dette tryk skal være tilstrækkelig til at fylde lokale varme-, ventilations- og varmtvandsforsyningssystemer i tilfælde af et netpumpestop. I praksis statisk tryk understøttes af driften af en efterfyldningspumpe forbundet til netværkspumpens sugerør. Derfor skal trykket udviklet af fødepumpen være lig med trykket foran hovedpumpen.
Ved beregning af den piezometriske graf skal følgende betingelser være opfyldt:
1. Det statiske tryk i varmeforsyningssystemer med vand som kølemiddel bør ikke overstige det tilladte tryk i varmekildens udstyr, i rørledningerne til vandvarmenetværk, i udstyr til varmepunkter og i opvarmning, ventilation og varme vandforsyningssystemer for forbrugere, der er direkte forbundet til varmenettene.
2. Statisk tryk skal sikre, at varme-, ventilations- og varmtvandsforsyningsanlæg til forbrugere direkte tilsluttet varmenet fyldes med vand ved netpumpestop.
3. Vandtrykket i forsyningsrørledningerne til vandvarmenetværk under drift af netværkspumper bør tages baseret på betingelserne for ikke-kogende vand, når det maksimal temperatur på ethvert punkt i forsyningsrørledningen, i varmekildeudstyr og i enheder i forbrugersystemer, der er direkte forbundet til varmenetværk.
4. Vandtrykket i vandvarmenets returledninger ved drift af netværkspumper skal være for højt (mindst 0,05 MPa), ikke overstige det tilladte tryk i forbrugersystemer og sikre fyldning af lokale systemer (overstige trykket skabt af vandsøjlen i varmesystemer til bygninger i flere etager).
5. Tryk og temperatur af vand i sugeledningerne til netværks-, supplerings-, booster- og blandepumper må ikke overstige dem, der er tilladt af pumpekonstruktionernes styrkeforhold.
6. Trykfaldet ved indgangen af to-rørs vandvarmenet til bygninger ved bestemmelse af trykket af netpumper (til elevatortilslutning af varmeanlæg) bør tages lig med det beregnede tryktab ved indgangen og i det lokale system med en koefficient på 1,5, men ikke mindre end 0,15 MPa.
Den piezometriske graf viser, at:
1. Trykket i netværkspumpens sugerør er højere end 5m for at undgå kovitation.
N alle. = 10m > 5m
2. Trykledningen i returledningen er placeret over alle bygninger, hvilket sikrer, at alle abonnentvarmeanlæg er fyldt med vand. Betingelsen er opfyldt.
3.Returledningens tryk overstiger ikke den tilladte styrke
N tilføj. = 60 m;
N arr. = 45,8m;
N arr.< Н доп.
Betingelsen er opfyldt.
4. Trykket i forsyningsledningen N G overstiger ikke det tilladte tryk for styrken af rørene.
N tilføj. tr. = 100 m;
N under tr. . = 66,7 m;
N under tr. .< Н доп. тр.
Betingelsen er opfyldt.
5. Trykket i returledningen i statiske og dynamiske tilstande overstiger ikke styrken af det tilladte tryk i elementerne i varmeforbrugssystemer:
N arr. = 45,8 m;
N tilføj. = 60 m;
N arr.< Н доп.
Betingelsen er opfyldt.
6. Trykket i forsyningsledningen overstiger mætningstrykket, dvs. den ikke-kogende betingelse for en given kølevæsketemperatur på 150°C er opfyldt.
Pumpevalg
For at vælge en pumpe skal du kende dens ydeevne (flow) og udviklet tryk (tryk). Det skal tages i betragtning, at de nødvendige driftstilstande (ydelse og tryk) skal være inden for grænserne arbejdsområde dens egenskaber. Baseret på det nødvendige flow og tryk på den sammenfattende feltgraf, vælges først en pumpe med den nødvendige størrelse, og derefter ved hjælp af den grafiske karakteristik afklares valgets rigtighed, og alle andre indikatorer bestemmes (koefficient nyttig handling, strøm på elmotorens aksel, hastighed, pumpehjulsdiameter).
Netværkspumpens ydeevne er lig med den samlede kølevæskestrøm i varmenettet til opvarmning, ventilation og varmtvandsforsyning.
Netværkspumpens tryk, MPa, bruges til at overvinde modstanden i varmesystemet
hvor er tryktabet i netværksudstyr fyrrum, MPa;
Tryktab i forsyningsledningen, MPa;
Tryktab i returledningen, MPa;
Tryktab hos abonnenten, MPa.
Tryktab bestemmes ved hjælp af en piezometrisk graf.
I to-rørs systemer varmeforsyning, hvis der er en helårsbelastning af varmtvandsforsyning, anbefales det at installere mindst to netværkspumper med forskellige egenskaber: en til arbejde i den kolde periode med maksimal produktivitet, den anden til at pumpe vand i varmtvandsforsyningssystemet i varm tidår. Anden pumpekapacitet:
.
Derudover er installationen af en reservepumpe obligatorisk.
For at kompensere for vandlækager og opretholde det nødvendige niveau af piezometrisk tryk, både i statiske og dynamiske tilstande, er det nødvendigt at installere en makeuppumpe.
Det tryk, det udvikler, antages at være lig med trykket i netværkspumpens sugerør og bestemmes af positionen af den piezometriske linje i returledningen. Strømningshastigheden af makeup-pumpen, m 3 /h, afhængigt af typen af varmeforsyningssystem, bestemmes af formlerne:
Til fodring af et lukket varmenet
;
At fodre et åbent varmenet
,
hvor V er mængden af vand i varmesystemet, m3;
Maksimalt flow vand til varmtvandsforsyning, m 3 /h.
Mængden af vand i varmesystemet kan bestemmes af de faktiske dimensioner af rørene (længde og diameter) eller af specifikke indikatorer, der bestemmer mængden af vand pr. enhed af termisk effekt. Vandmængden bestemmes for alle elementer i varmeforsyningssystemet: kedelrum, eksterne rørledninger, lokale abonnentsystemer. Specifikke mængder vand, m 3 / MW kan tages lig med:
Til fyrrum 
;
Til eksterne rørledninger 
;
Til varmesystemer;
Til ventilationsanlæg;
Til varmtvandsforsyningssystemer;
, 
, 
, 
;
Under hensyntagen til ovenstående kan mængden af vand bestemmes af formlen
hvor er det samlede estimerede varmeforbrug i varmeforsyningssystemet, MW;
, , – estimeret varmeforbrug til henholdsvis varme, ventilation og varmtvandsforsyning, MW.
Minimumsantallet af fungerende efterfyldningspumper antages at være: in lukkede systemer– en, åben – to. I begge tilfælde leveres en reservepumpe med samme kapacitet.
I varmeforsyningssystemer kan pumper bruges som netværkscirkulations- og suppleringspumper følgende typer:
1. SE – vandret spiraltype med dobbeltindgangs, et-trins pumpehjul. SE type pumper anvendes som netværkspumper i store varmeforsyningssystemer og installeres på forsyningsledningerne til varmenetværk til pumpning af overophedet vand med temperaturer op til 180°C og med et arbejdstryk ved pumpeindløbet fra 0,4 til 2,5 MPa.
2. D – vandret et-trins med semi-spiral væsketilførsel til pumpehjulet. Designet til vand med en temperatur på ikke højere end 85°C og en maksimal hovedvand på 20 m vandsøjle.
3. K – Centrifugalpumper konsol type.
Karakteristika for pumper til varmenetværk er angivet i referencelitteraturen.
Netværkspumpeberegning:
Volumen af pumpet vand til vinterforhold:
Volumen af pumpet vand til sommerforhold:
, (t/time);
Vi vælger to netværkspumper:
For vinterperiode to pumper af mærket D630-90 med følgende parametre: pumpehjulsdiameter – 450, nominelt flow – 630 m³/time, total løftehøjde – 63 m, effektivitet – 75 %, pumpeakseleffekt – 365 kW.
For sommerperiode D200-95 med parametre: pumpehjulsdiameter – 240, nominelt flow – 200 m³/time, total løftehøjde – 64 m, virkningsgrad – 85 %, pumpeakseleffekt – 70 kW.
Der er også en reservepumpe af mærket D630-90 og en reservepumpe af mærket D200-95.
Foderpumpeberegning:
, (MPa);
Volumen af pumpet vand:
, (m³), , (m³),
, (m3), , (m3);
, (t/h);
Vi vælger en fødepumpe K20/30 med følgende parametre: pumpehjulsdiameter – 162, nominelt flow – 20 m³/time, total løftehøjde – 30 m, effektivitet – 64 %, pumpeakseleffekt – 2,7 kW.
Der medfølger en reservepumpe af samme mærke.
Den piezometriske graf er udviklet til to tilstande. For det første til statisk tilstand, når der ikke er vandcirkulation i varmesystemet. Det antages, at systemet er fyldt med vand ved en temperatur på 100°C, hvorved behovet for at opretholde overtryk i varmerørene for at undgå kogning af kølevæsken elimineres. For det andet til hydrodynamisk tilstand - i nærvær af kølevæskecirkulation i systemet.
Udviklingen af tidsplanen begynder med den statiske tilstand. I første omgang leder de efter muligheden for et sådant arrangement på grafen af linjen for det samlede statiske tryk, så alle abonnenter kan tilsluttes varmenettet i henhold til et afhængigt kredsløb. For at gøre dette bør det statiske tryk ikke overstige, hvad der er tilladt baseret på styrken af abonnentinstallationer og bør sikre, at lokale systemer er fyldt med vand. Tilstedeværelsen af en fælles statisk zone for hele varmeforsyningssystemet forenkler dets drift og øger dets pålidelighed Det er muligt at etablere et ensartet niveau af statisk tryk kun med en rolig topografi lokalitet af varmeforsyningsområdet
statisk zone viser sig at være umulig pga følgende årsager. Den laveste position af det statiske trykniveau bestemmes ud fra betingelserne for at fylde lokale systemer med vand og sikre den mest høje bygninger placeret i området med de højeste geodætiske mærker, overtryk på mindst 0,05 MPa. Dette tryk viser sig at være uacceptabelt højt for bygninger beliggende i den del af området, der har de laveste geodætiske koter. Under sådanne forhold bliver det nødvendigt at opdele varmeforsyningssystemet i to statiske zoner. Den ene zone er for en del af varmeforsyningsområdet med lave geodætiske koter, den anden - med høje.
I fig. 8 9 viser en piezometrisk graf og et skematisk diagram af varmeforsyningssystemet for et område med en signifikant forskel i geodætiske terrænmærker (40 m). Den del af området, der støder op til varmeforsyningskilden, har nul geodætiske mærker, i den perifere del af området er mærkerne 40 m. Højden på bygningerne er 30 og 45 m. For at kunne fylde bygningers varmesystemer III og IV, placeret ved 40 m-mærket, med vand og skabe dem på de højeste punkter systemer med overtryk på 5 m, skal niveauet af det samlede statiske tryk være placeret på omkring 75 m (linje S2-S2). I dette tilfælde vil den statiske højde være lig med 35 m. Imidlertid er en højde på 75 m uacceptabel for bygninger I og II, der er placeret på nulniveauet
Latorer RDDS (10) og RD2 (9), DN 0 pґ, - tryk aktiveret på RDDS regulatorventilen
I hydrodynamisk tilstand, I-IV - abonnenter, / - efterfyldningsvandbeholder, 2, 3 - efterfyldningspumpe og nedre zone efterfyldningsregulator, 4 - opstrømspumpe, 5 - fjernvarme dampvandvarmere, 6 - netværkspumpe, 7 - spidsvandsopvarmning, 8 , 9 - efterfyldningspumpe og topzone efterfyldningsregulator, 10 - trykregulator "opstrøms" RDDS 11 - trykkontraventil svarer således til 60 m mærket forhold under overvejelse, er det umuligt at etablere en fælles statisk zone for hele varmeforsyningssystemet.
En mulig løsning er at opdele varmeforsyningssystemet i to zoner med forskellige niveauer fuldt statisk tryk - til den nederste med et niveau på 50 m (linje 5] -Si) og den øverste med et niveau på 75 m (linje S2-S2). Med denne løsning kan alle forbrugere tilsluttes varmeforsyningssystemet i henhold til en afhængig ordning, da de statiske tryk i de nedre og øvre zoner er inden for acceptable grænser. .
For at når vandcirkulationen i systemet stopper, etableres de statiske trykniveauer i overensstemmelse med de accepterede to niveauer, en adskillelsesanordning placeres ved punktet for deres tilslutning (se fig. 8.9, b). Denne enhed beskytter varmenet fra højt blodtryk når cirkulationspumperne stopper, skærer den automatisk i to hydraulisk uafhængige zoner: øvre og nedre.
Når cirkulationspumperne stoppes, forhindres trykfaldet i returrøret i den øvre zone af trykregulatoren "opstrøms" RDDS 10, som holder et konstant indstillet tryk Yardds på det punkt, hvor pulsen tages. Når trykket falder, lukker det. Et trykfald i forsyningsledningen forhindres af en kontraventil 11, som også er lukket. Således skærer RDDS'en og kontraventilen varmenettet i to zoner. For at forsyne den øvre zone er der installeret en efterfyldningspumpe 8, som tager vand fra den nederste zone og forsyner det til toppen, og en efterfyldningsregulator 9. Det tryk, der udvikles af pumpen, er lig med forskellen mellem hydrostatiske hoveder i den øvre og nedre zone. Den nederste zone forsynes med efterfyldningspumpe 2 og en efterfyldningsregulator 3.
RDDS-regulatoren er indstillet til tryk Yards (se Fig. 8.9, a). Efterfødningsregulatoren RD2 er indstillet til samme tryk.
I hydrodynamisk tilstand holder RDDS-regulatoren trykket på samme niveau. I begyndelsen af netværket holder en fødepumpe med en regulator trykket Hoi. Forskellen i disse tryk bruges på at overvinde hydraulisk modstand i returrørledning mellem adskillelsesanordningen og cirkulationspumpe varmekilde aktiveres resten af trykket i gasspjældets understation ved RDDS-ventilen. I fig. 8,9, og denne del af trykket er vist ved værdien AYardds. Gasspjældet understation i hydrodynamisk tilstand giver dig mulighed for at opretholde trykket på returlinje den øvre zone er ikke lavere end det accepterede niveau af statisk tryk S2 - S2.
Piezometriske linjer svarende til det hydrodynamiske regime er vist i fig. 8,9, a. Højeste tryk i returledningen hos forbrugeren er IV 90-40 = 50 m, hvilket er acceptabelt. Trykket i den nedre zones returledning er også inden for acceptable grænser.
I forsyningsledningen er det maksimale tryk efter varmekilden 160 m, hvilket ikke overstiger det tilladte ud fra rørenes styrkeforhold*. Den mindste piezometriske løftehøjde i forsyningsrørledningen er 110 m, hvilket sikrer, at højtemperaturkølevæsken ikke koger, siden da design temperatur 150°C mindste tilladte tryk er 40 m.
Således giver den piezometriske graf udviklet til statiske og hydrodynamiske tilstande muligheden for at forbinde alle abonnenter i henhold til et afhængigt kredsløb.
Til andre mulig løsning hydrostatisk tilstand af varmesystemet vist i fig. 8.9, er tilslutning af en række abonnenter via selvstændig ordning. Der kan være to muligheder her. Den første mulighed er at installere generelt niveau statisk tryk på
mærke 50 m (linje Si - Si), og bygninger placeret på de øverste geodætiske mærker skal forbindes i henhold til en uafhængig ordning. I dette tilfælde vil det statiske tryk i vand-vandvarmere i bygninger i den øvre zone på siden af varmekølevæsken være 50-40 = 10 m, og på siden af det opvarmede kølevæske bestemmes af højden af bygningerne. Den anden mulighed er at indstille det generelle niveau af statisk tryk til 75 m (linje S2 - Ss) med forbindelsen af bygningerne i den øvre zone i henhold til en afhængig ordning og bygningerne i den nedre zone - ifølge en uafhængig. . I dette tilfælde vil det statiske tryk i vand-vandvarmere på siden af varmekølevæsken være lig med 75 m, dvs. mindre end den tilladte værdi (100 m).
Når terrænet er roligt, men varmenettene er lange, er der behov for at installere pumpebooster understationer på forsynings- og returledningerne. Dette skyldes, at de tilladte tryktab i forsynings- og returledningerne er utilstrækkelige til at sikre optimale hydrauliske hældninger, og deres stigning ved at installere cirkulationspumper, der udvikler høje tryk, er umulig på grund af styrken af rørledningerne og. Ved installation af booster-transformatorstationer langs varmenettets rute øges pumpernes samlede tryk, hvilket sikrer vandcirkulation i systemet, og de hydrauliske hældninger øges, mens positionen af de øvre og nedre grænser for trykkene i forsynings- og returledningerne forbliver uændret. . Installationen af booster understationer gør det også muligt at øge gennemstrømningen af det eksisterende varmeforsyningssystem.
|
|
I fig. 8.10 ovenfor viser en piezometrisk graf over et fjernvarmenet, og nedenfor viser placeringen af varmekilden, rørledninger og pumpestationer. Hvis vi, mens vi opretholder belastningen af varmenetværket og skråningerne af de piezometriske linjer, begrænser os til kun at installere cirkulationspumper på stationen, så skal de udvikle et tryk på 140 + 40 + 40 = 220 m Det maksimale piezometriske tryk i begyndelsen af nettet vil være 210 m, hvilket er uacceptabelt på grund af rørledningernes styrke. En sådan piezometrisk graf er vist i fig. 8.10 stiplet linje. Trykket i returledningen for enden af hovedledningen er 100 m, hvilket ikke tillader tilslutning af forbrugere i henhold til et afhængigt kredsløb. Dette pres er grænsen for en uafhængig
Ris. 8.10. Piezometrisk graf. fjernvarmenet
1 - varmekilde;
2 - placering af boosterpumper på forsynings- og returvarmerørledningerne; 3 - slutabonnent; S - S - linje af totalt statisk tryk; #„, N N,
N s. og n. n
Tryk udviklet af pumper: netværk, make-up, booster på forsyningsledningen, booster på returledningen;
I3 - højde af bygninger
forbindelse. Ved installation af pumpestationer reduceres trykket i varmekildens cirkulationspumpe* til 140 m, og det maksimale tryk i begyndelsen af netværket reduceres til 130 m, dvs. til det tilladte niveau. I dette tilfælde medfører reduktionen af trykket i forsyningsrørledningen mellem varmekilden og pumpetransformatorstationen ikke en uacceptabel trykreduktion i enden af netværket. Boosterpumper øger trykket i denne zone fra 80 til 120 m Som et resultat af denne beslutning varierer trykket i forsyningsrøret fra 80 til 130 m.
Understationen på returledningen reducerer trykket i enden af nettet mellem understationen og abonnent 3. I denne zone overstiger trykket i returledningen ikke den tilladte værdi på 60 m.
Som et resultat af installation af booster-pumpestationer på et fjernvarmenet er det således muligt at fastholde placeringen af piezometriske ledninger i både forsynings- og returledninger inden for acceptable grænser, samtidig med at et økonomisk begrundet specifikt trykfald opretholdes.
Hvis terrænet falder fra varmekilden, øges trykket i returledningen af områdets perifere zone betydeligt, og det kan gå ud over de tilladte grænser. For at reducere trykket i denne del af returledningen er der installeret en booster-pumpestation på den. Et sådant tilfælde er vist i fig. 8.11. Hvis du ikke installerer en pumpestation på returledningen, vil trykket ved slutbruger 3 være lig med 60 + 30 = 90 m, hvilket ikke tillader afhængig forbindelse. Piezometriske forsynings- og returvarmerør til system b. Uden en pumpestation med et tryk udviklet af en cirkulationspumpe på 130 + 30 = 160 m er vist i fig. 8.11 stiplet linje. Det maksimale tryk i forsyningsledningen viser sig at være 140+30=170 m, dvs. overstiger det tilladte (160 m). Som et resultat af installation af boosterpumper på returvarmerøret, falder den piezometriske linje af forsyningsvarmerøret ækvidistant med 30 m, og trykket i returvarmerøret mellem pumpestation og slutbruger er i zonen
|
Ris. 8 12. Piezometrisk graf af et varmenetværk med et væsentligt reduceret terræn fra varmekilden og opdeling af systemet i to statiske zoner l - piezometrisk graf, b-kredsløbsdiagram varmeforsyningssystemer; /-IV - abonnenter; Si - Si - linje af totalt statisk tryk i den øvre zone; S2 - Sj - linje for totalt statisk tryk i den nedre zone; 1 - skæremaskine; 2 - booster pumpe; 3 - Nedre zone tilførselsregulator |
Kast systemet ind i to statiske zoner: den øverste nær kilden og den nederste på deriferiet. Et sådant tilfælde er vist i fig. 8.12. For at reducere trykket i returledningen blev der installeret en boosterpumpe understation for enden af ledningen ved punkt M. Pumperne udvikler en løftehøjde på 40 m. Dette gør det muligt at reducere løftehøjden udviklet af netværkspumper til 85 m og dermed reducere trykket i forsyningsledningen.
Varmenetværket er opdelt i to statiske zoner: den øverste nær varmekilden med en piezometrisk højde på 50 m og den nederste i den perifere del af netværket med en piezometrisk højde på 50 m For at opdele netværket, når pumperne er stoppet i to statiske zoner, en skæremaskine 1 er installeret på forsyningsledningen, og på returledningen er der en kontraventil. Når pumperne stopper, begynder trykket i rørledningerne at udligne sig, og trykket i returrøret stiger i området fra pumpestation til endepunkt IV. Trykstigningen overføres gennem impulsrøret til regulatoren, der styrer skæreventilen, ventilen lukker og adskiller forsyningsledningen hydraulisk i to zoner. Vandstrømmen fra den øvre zone til den nederste zone forhindres af en kontraventil installeret på returledningen. Som et resultat vil netværket i statisk tilstand blive opdelt i to zoner med niveauerne Si - Si og S2 - 52.
Opretholdelse af det statiske niveau i den øvre zone sikres af varmekildens tilførselsanordning. Opretholdelse af det statiske niveau i den nedre zone sikres af en to-puls spjældventil 3. Hovedimpulsen er trykket i returledningen, den løsende er trykket i den nedre zones forsyningsledning.
Hydraulisk beregning af varmenetværk, udført for at vælge gasspjældsanordninger og udvikle en driftstilstand, udføres for at bestemme tryktab i rørledningerne i varmenetværket fra varmekilden til hver forbruger under faktiske termiske belastninger og det eksisterende termiske netværk diagram.
Ved hydraulisk beregning af rørledninger bestemmes den estimerede strømningshastighed af netvand, som er summen af de estimerede varmeomkostninger. Før hydraulisk beregning gøre op design diagram varmenetværk med indtegning af længder og diametre af rørledninger, lokale modstande og beregnede kølevæskestrømningshastigheder for alle sektioner af varmenettet. Vælg en designlinje. Kølevæskens bevægelsesretning fra kedelrummet til en af abonnenterne tages som designlinje, og denne abonnent skal være den fjerneste.
I dette diplomarbejde hydraulisk beregning varmenetværk blev gennemført på en computer ved hjælp af Excel-regnearksystemet.
Det samlede tryktab i rørledningen bestemmes af formlen:
hvor N l - lineært tryktab i området, m;
N m - tryktab i lokale modstande, m;
R l - specifikt lineært trykfald, kg/m 2 m;
l uch - længden af designsektionen, m;
a - gennemsnitlig lokal tabskoefficient;
1 eq - ækvivalent længde af lokale modstande, m;
l np - reduceret længde af den beregnede rørledningssektion, m;
p - kølevæskedensitet, kg/m3, Specifikt trykfald på grund af friktion:
hvor er den hydrauliske friktionskoefficient;
Vandhastighed i rørledningen, m/s;
g - frit faldsacceleration, m/s 2 ;
p - kølevæskedensitet, kg/m3;
d - rørledningens indre diameter, m;
Hydraulisk friktionskoefficient ved Re< Re пр - рассчитывается по формуле Альтшуля:
hvor K e - den absolutte ækvivalente ruhed i vandnet antages at være 0,001 m ved eksisterende ordning), 0,0005 m (med designet skema);
Re er det faktiske Reynolds-kriterium, Re>>68.
Vandets hastighed i rørledningen beregnes, og en af de grundlæggende ligninger er kontinuitetsligningen
hvor G sæt er strømningshastigheden af netværksvand i området, kg/sek.
d int - rørledningens indre diameter, m.
Længden af en lige sektion af en rørledning med en diameter d int, hvis lineære trykfald er lig med trykfaldet i lokale modstande, er den ækvivalente længde af lokale modstande:
Hvor er summen af de lokale modstandskoefficienter.
Når vi finder koefficienterne for lokal modstand, skal vi kende placeringen af alle rutens drejningsvinkler, ventiler og andre beslag. På grund af manglen på sådanne oplysninger, på grund af den store længde af varmeledningen, et stort antal For varmeforbrugsobjekter udføres hydrauliske beregninger uden hensyntagen til lokale modstande. Den gennemsnitlige lokale tabskoefficient a, som angivet, tages lig med 0,1. Alle hydrauliske beregninger blev udført under hensyntagen til denne regel.
Den reducerede længde af varmenetsektionen beregnes ved hjælp af formlen:
Stabilisering af det hydrauliske regime og absorption af overtryk ved varmepunkter i fravær af automatiske regulatorer udføres ved hjælp af konstante modstande- gasspjældsmembraner.
Gasspjældsmembraner installeres foran varmeforbrugssystemer eller i returrørledningen eller på begge rørledninger, afhængigt af den hydrauliske tilstand, der kræves til systemet.
Diameteren af gasspjældets membranåbning bestemmes af formlen:
hvor G er den estimerede vandstrøm gennem gasspjældets membran, t/h;
N - tryk droslet af membranen, m.
Det tryk, der er droslet i membranen, findes som forskellen mellem det tilgængelige tryk foran varmeforbrugssystemet eller en separat varmemodtager og systemets hydrauliske modstand (under hensyntagen til modstanden fra de monterede droslingsanordninger) eller modstand af varmeveksleren. Når membranens designdiameter er mindre end 2,5 mm, drosles overtrykket i to membraner ved at installere dem i serie (i en afstand på mindst 10 rørledningsdiametre) eller på forsynings- og returrørledningerne. For at undgå tilstopning må du ikke installere drosselmembraner med en åbningsdiameter på mindre end 2,5 mm. Gasspjældsmembraner er normalt installeret i flangeforbindelser (på varmepunkt efter mudderfælden) imellem afspærringsventiler, som giver dig mulighed for at udskifte dem uden at dræne vand fra systemet.
Beregninger blev foretaget ved hjælp af Excel-regneark til Windows.
Følgende krav gælder for dette varmenets hydrauliske tilstand:
a) trykket i returledningen skal sikre oversvømmelse af de øverste apparater i varmesystemer og ikke overstige det tilladte arbejdstryk i lokale systemer. Varmesystemerne i de bygninger, der projekteres, er udstyret med sektionsradiatorer i støbejern med et tilladt driftstryk på 60 m.w.c.;
b) vandtrykket i netværkets sugerør og suppleringspumper bør ikke overstige, hvad der er tilladt under betingelserne for pumpestrukturens styrke og bør ikke være lavere end 0,5 kgf/cm 2 ;
c) Vandtrykket i varmenettets returledninger skal for at undgå luftlækager være mindst 0,5 kgf/cm2;
d) trykket i forsyningsrørledningen under drift af netværkspumper skal være sådan, at vandet ikke koger ved dets maksimale temperatur på noget tidspunkt i forsyningsrørledningen, i varmekildens udstyr og i enheder i varmeforbrugersystemer, der er direkte tilsluttet til varmenetværkene, mens trykket i udstyret må varmekilden og varmenetværket ikke overstige de tilladte grænser for deres styrke;
e) det statiske tryk i varmeforsyningssystemet skal være således, at det i rørledningerne, i tilfælde af standsning af netpumper, sikrer, at den øverste varmeapparater i bygninger og ødelagde ikke de nederste enheder.
f) trykfaldet ved forbrugervarmepunkter må ikke være mindre hydraulisk modstand varmeforbrugssystemer, under hensyntagen til tryktab i gasspjældmembraner og elevatordyser;
Baseret på disse krav bør minimumspositionen af den statiske piezometerlinje være 3-5 meter over de højest placerede enheder, og den maksimale værdi bør ikke overstige 80 m.
For at tage højde for terrænets gensidige indflydelse, højden af abonnentsystemer, tryktab i varmenetværk og en række krav i processen med at udvikle den hydrauliske tilstand af et varmenetværk, er det nødvendigt at bygge en piezometrisk graf. På en piezometrisk graf er hydrauliske potentialværdier udtrykt i trykenheder.
Den piezometriske graf repræsenterer grafisk billede tryk i varmenettet i forhold til det terræn, det er placeret på. På en piezometrisk graf er terrænet, højden af forbundne bygninger og trykværdierne i netværket plottet i en bestemt skala. Længden af netværket er plottet på grafens vandrette akse, og trykkene er plottet på grafens lodrette akse. Tryklinjer i netværket er tegnet for både drifts- og statisk tilstand.
Piezometrisk graf
En piezometrisk graf er en grafisk repræsentation af tryk i et varmenetværk i forhold til det areal, det er lagt på. På en piezometrisk graf er terrænet, højden af forbundne bygninger og trykværdierne i netværket plottet i en bestemt skala. Længden af netværket er plottet på grafens vandrette akse, og trykkene er plottet på den lodrette akse. Den piezometriske graf er konstrueret som følger:
1) tag højden af varmenettets laveste punkt som nul, tegn et terrænprofil langs ruten for hovedledningen og grene, hvis terrænhøjder afviger fra højderne af hovedledningen. Højderne af de tilknyttede bygninger er angivet på profilen;
2) Tegn en linje, der definerer det statiske tryk i systemet (statisk tilstand). Hvis trykket på individuelle punkter i systemet overstiger styrkegrænserne, er det nødvendigt at sørge for tilslutning af individuelle forbrugere i henhold til et uafhængigt kredsløb eller opdeling af varmenetværkene i zoner med valget af sin egen statiske trykledning for hver zone. Ved divisionsknuderne installerer de automatiske enheder skæring og genopfyldning af varmenetværket;
3) Tegn returledningens tryklinje på en piezometrisk graf. Linjens hældning bestemmes ud fra den hydrauliske beregning af varmenettet. Højden af tryklinjen på grafen vælges under hensyntagen til ovenstående krav til det hydrauliske regime. Hvis ruteprofilen er ujævn, er det ikke altid muligt samtidig at opfylde kravene til påfyldning af de øvre punkter i varmeforbrugssystemer uden at overskride de tilladte tryk. I disse tilfælde skal du vælge en tilstand, der svarer til styrken af varmeanordningerne, og separate systemer, hvis bugt ikke vil blive stillet til rådighed på grund af deres lave beliggenhed.
Linjen i den piezometriske graf for hovedledningens returledning ved skæringspunktet med ordinaten svarende til begyndelsen af varmenettet bestemmer det nødvendige tryk i returledningen til vandvarmeinstallationen (ved netværkets indløb pumpe);
4) tegn forsyningslinjen til den piezometriske graf. Linjens hældning bestemmes ud fra den hydrauliske beregning af varmenettet. Ved valg af positionen af den piezometriske graf tages der hensyn til kravene til den hydrauliske tilstand og netværkspumpens hydrauliske egenskaber. Linjen i forsyningsrørledningens piezometriske graf i skæringspunktet med ordinaten svarende til begyndelsen af varmenetværket bestemmer det nødvendige tryk ved udløbet af varmeinstallationen. Trykket på ethvert punkt af varmenetværket bestemmes af størrelsen af segmentet mellem dette punkt og linjen i den piezometriske graf for forsynings- eller returledningen.
Fra den piezometriske graf er det tydeligt, at det statiske tryk ved indgangene fra kedelrummet er DN = 20 m.w.s.
Ved projektering og drift af forgrenede varmenet anvendes en graf for at tage hensyn til arealprofilens indbyrdes påvirkning, højder på tilsluttede bygninger, tryktab i varmenettet og abonnentinstallationer. Den piezometriske graf bestemmer let tryk og tilgængelig trykforskel på ethvert punkt i varmenettet.
Baseret på den piezometriske graf vælges et skema for tilslutning af abonnentinstallationer, boosterpumper, make-uppumper og automatiske enheder vælges.
Trykgrafen er udviklet til systemets hviletilstande (hydrostatisk tilstand) og dynamisk tilstand.
Den dynamiske tilstand er kendetegnet ved linjen med tryktab i forsynings- og returrørledningerne, baseret på den hydrauliske beregning af netværket, og bestemmes af driften af netværkspumperne.
Den hydrostatiske tilstand opretholdes af efterfyldningspumper i den periode, hvor netværkspumperne er slukket.
Abonnenter med forskellige termiske belastninger. De kan være placeret ved forskellige geodætiske mærker og har forskellige højder. Abonnenters varmeanlæg kan designes til at fungere med forskellige temperaturer vand. I disse tilfælde er det nødvendigt på forhånd at bestemme trykket eller trykket på ethvert punkt i varmenettet.
For at gøre dette konstrueres en piezometrisk graf eller en graf over varmenetværkstryk, hvorpå terrænet, højden af forbundne bygninger og trykket i varmenettet er plottet i en bestemt skala; den kan bruges til nemt at bestemme trykket (tryk) og tilgængeligt tryk (trykfald) på ethvert punkt i netværket og abonnentsystemer.
Ud over at bestemme tryk på ethvert punkt i netværket og bruge en piezometrisk graf, kan du kontrollere overensstemmelsen af de maksimale tryk i varmenetværket med styrken af elementerne i varmeforsyningssystemerne. Ud fra trykplanen vælges ordninger for tilslutning af forbrugere til varmenettet, og varmenetsudstyr vælges (netværks- og efterfyldningspumper, automatiske regulatorer tryk osv.). Tidsplanen er udarbejdet for to driftsformer af varmenetværk - statisk og dynamisk.
Den statiske tilstand er karakteriseret ved tryk i netværket, når netværket ikke fungerer, men make-up-pumperne er tændt. Der er ingen vandcirkulation i nettet. I dette tilfælde skal efterfyldningspumperne udvikle et tryk, der sikrer ikke-kogning af vand i varmenettet.
Den dynamiske tilstand er kendetegnet ved tryk, der opstår i varmenettet og i varmeforbrugernes systemer, når netværkspumper kører, hvilket sikrer vandcirkulation i systemet.
En piezometrisk graf er udviklet til hovedvarmenettet og lange grene. Det kan kun bygges efter at have udført en hydraulisk beregning af rørledningerne - baseret på de beregnede trykfald i sektioner af varmenettet.
Grafen er plottet langs to akser - lodret og vandret. På den lodrette akse er trykkene på ethvert punkt i netværket, pumpetrykket, netværksprofilen, højden af varmesystemerne i meter, og på den vandrette akse er længderne af sektioner af varmenettet.
Ved konstruktion antages det konventionelt, at rørledningernes akse og geodætiske mærker til installation af pumper og varmeanordninger i bygningernes første sal falder sammen med jordmærket. Den højeste position af vand i varmesystemer falder sammen med bygningens topmærke.
Det samlede tryk i netværkspumpens afgangsrør svarer til segmentet H n. Det samlede tryk på varmeforsyningskildens returkollektor svarer til H o-segmentet.
Det tryk, der udvikles af netværkspumpen, svarer til det lodrette segment H C = H H -H 0, tryktabet i varmebehandlingsinstallationen af varmeforsyningskilden (i netværksvarmer eller varmtvandskedler) svarer til det lodrette segment Н Т Således svarer trykket på varmeforsyningskildens forsyningsmanifold til det lodrette segment Н it = Н с -.
Metode til at konstruere en graf:
- 1) En motorvej er ved at blive bygget, betinget dens højde falder sammen med jordhøjden;
- 2) På ruteprofilet er højderne af bygningers forbindelse tegnet i den accepterede skala;
- 3) En statisk trykledning er konstrueret ud fra betingelserne for påfyldning med vand varmeinstallationer og skabe overtryk på deres højeste punkter (trykreserve 5 m over den højeste bygning);
- 4) Det piezometriske tryk i varmenettets returledning bør ikke være mindre end 5 mv. Kunst. for at undgå dannelse af vakuum og luftlækager.
Grafen er tegnet på millimeterpapir i formatet 297 x 420. Brug følgende skalaer til konstruktion:
Vandret - 1:1000, 1:500; lodret - 1 cm - 5m.
Bestem det tilgængelige tryk for hver UT (termisk kammer):
Disp. = Nfeed tr. - Nobratn.tr.