Побудова пьєзометричного графіку

Розподіл тисків у теплових мережах зручно зображувати у виді пьєзометричного графіка, що дає наочне представлення про тиск або напір у будь-якій крапці теплової мережі і тому забезпечує великі можливості обліку численних факторів (рельєф місцевості, висота будинків, особливості абонентських систем і т.д.) при виборі оптимального гідравлічного режиму.

Пьєзометричні графіки розробляються для зимових і літніх розрахункових умов. Проектування відкритих систем теплопостачання зв'язано з необхідністю побудови пьєзометричних графіків для опалювального сезону з урахуванням максимальних водозаборів із що подають і окремо зі зворотних трубопроводів.

Тиск, виражений в лінійних одиницях виміру, називається напором тиску, або пьєзометрическим напором. У системах теплопостачання пьєзометричні графіки характеризують напори, що відповідають надлишковому тискові, і вони можуть, бути обмірювані звичайними манометрами з наступним перекладом результатів виміру в метри.

Розглянемо пьєзометричний графік спрощеної системи теплопостачання (мал.8.1). Циркуляція води в замкнутій мережі здійснюється насосом I. Розширювальний бак 4, рівень води в якому підтримується постійним, приєднаний до обвідної лінії циркуляційного насоса 2. У реальних умовах замість розширювального бака звичайно встановлюють підживлювальний насос. Якщо мережний насос не працює, то напори у всіх крапках системи теплопостачання визначаються рівнем води в розширювальному баці. При такому статичному стані системи теплопостачання пьєзометричний графік являє собою горизонтальну лінію S - S , проведену на рівні поверхні води і розширювальному баці. Напір у будь-якій крапці мережі визначається величиною вертикального відрізка між даною крапкою і лінією S - S .

При динамічному режимі, коли мережний насос включається в

Рис.8.1. Пьезометричний графік двухтрубної теплової мережі з залежними схемами приєднання систем опалення:

I - мережний насос;

2 - перемичка мережного насоса;

3 - станційний водонагрівач;

4 - розширювальний бак

роботу, пьєзометричний графік зобразиться лінією K₁A₁B₁C₁C₂B₂K₂ для теплової мережі і лінією K₁NK₂ - для перемички. Якщо за площину відліку напорів прийняти рівень 0-0, то відрізок Н_С буде характеризувати статичний напір у тепловій мережі.

При роботі мережного насоса відрізок Н_п характеризує напір у нагнітальному патрубку насоса, а відрізок Н_BС - напір в усмоктувального патрубка насоса. Різниця H_CB - Н_п - H_CB відповідає напорові, створюваному мережним насосом, що і витрачається на подолання гідравлічних опорів при русі теплоносія. Відрізки DН_т, DН_п,DН₀ складають утрати напору відповідно в підігрівальній установці 3, що подає і зворотній магістралях мережі; - розташовувані напори для абонентських систем I і ІІ.

У системах опалення, що приєднуються; до теплової мережі за залежною схемою з елеваторним змішанням, розташовувані напори ( ) витрачаються в основному у водоструминних елеваторах. Утрати напорів самих опалювальних системах не перевищують 1-2 м. Зневажаючи цією величиною, можна вважати, що при роботі мережних насосів системи опалення і, зокрема, найменш міцні їхні елементи - радіатори, зазнають утиску з боку зворотної магістралі. Відрізки і характеризують напори в радіаторах нижніх поверхів при динамічному режимі системи теплопостачання; , - те ж, при зупинці мережних насосів.

Варто звернути увагу, що зупинка мережного насоса по-різному впливає на вимір тисків у різних абонентських системах. Якщо в абонента I зупинка насоса зменшує напір у радіаторі (H_c1 < Н_р1). те в радіаторі абонента II напір збільшується (Н_с2 > Н_р2).

При побудові пьєзометричного графіка потрібно виконувати наступні умови.

1. Тиск і безпосередній приєднаних до мережі абонентських системах але повинне перевищувати що допускається як при статичному, так і динамічному режимі. Для радіаторів систем опалення максимальний надлишковий тиск повинний бути не більш 0,6 МПа,що відповідає приблизно напорові в 60 м.

2. Максимальний напір у трубопроводах, що подають, обмежується міцністю труб і усіх водонагрівальних установок.

Гранично припустимі напори приведені нижче:

Найменування устаткування	Гранично припустимі напори, м
Сталеві водогрійні казани
Чавунні казани
Підігрівники мережної води В і ВТ
Швидкісні підігрівники води МВН
Калорифери
Чавунні радіатори
Панелі зі змійовиками з труб

3. Напір у трубопроводах, що подають, по яких переміщається вода з температурою більш 100 °С, повинний бути достатнім для виключення паротворення. Наприклад, насичений пара, що знаходиться під тиском 0,4 МПа, має температуру 151,3 °С. Якщо в мережі температура води теж 151,3 °С, то для виключення її скипання тиск у мережі повинне бути більше 0,4 МПа. Отже, для розглянутого випадку мінімальний напір у мережі, що подає, повинний бути 43-45 м. На с. 27 приведені, що рекомендуються з умови не скипання напори в трубопроводах, що подають, у залежності від температури води. У зв'язку з нерівномірним нагріванням води в окремих трубках водогрійних казанів температуру води в них для визначення тиску, що забезпечує не скипання, варто приймати на 30 °С вище розрахункової температури мережної води.

4. Для попередження кавітації напір в усмоктувальному патрубку мережного насоса повинний бути не менше 5 м.

5. У точках приєднання абонентів варто забезпечити достатній напір для створення циркуляції води в місцевих системах. При елеваторному змішанні на абонентському введенні розташовуваний напір повинний бути не менше 10-15 м. Наявність підігрівників гарячого водопостачання при двоступінчастій схемі вимагає збільшення напору до 20-25 м.

6. Рівні пьєзометричних ліній як при статичному, так і динамічному режимі варто встановлювати з урахуванням можливості приєднання більшості абонентських систем по найбільш дешевих залежних схемах. Статичний тиск також не повинний перевищувати тиску, що допускається, для всіх елементів системи теплопостачання. При визначенні статичного тиску можливість скипання води в трубопроводах, що подають, як правило, можна не враховувати.

Приклад побудови пьєзометричного графіка для системи теплопостачання (мал.8.1) з урахуванням дотримання вищевикладених вимог приведений на мал.8.2. Спочатку будується профіль місцевості трасі теплопроводів. На профілі в прийнятому масштабі наносять висоти будинків. При побудові пьезометричних графіків умовно приймають, що осі трубопроводів збігаються з поверхнею землі. Така умовність цілком виправдана для підземних прокладок, коли заглиблення трубопроводів т перевищує 1-2 м. У цьому випадку фактичні напори в трубопроводах будуть більше на величину їх заглиблення. Для повітряних прокладок, навпаки, напори в трубопроводах будуть менше, і цю обставину варто враховувати при визначенні мінімальних тисків, що забезпечують неможливість скипання води в що подають або неможливість виникнення вакууму в зворотних трубопроводах.

Статичний напір (лінія S -S ) установлюють з умови заповнення мережною водою по можливості всіх абонентських систем із запасом у 3-5 м стосовно найвищого абонента. Проведемо на 60 м нижче лінії S - S горизонталь £ - £ .

Граничне положення пьєзометричної лінії для зворотної магістралі при динамічному режимі (мал.8.2, лінія ДО₂В₂С₂) намічається з наступних розумінь: а) максимальний пьєзометричний напір не - повинний перевищувати 60 м у радіаторах нижніх поверхів систем опалення, що приєднуються за елеваторною схемою;

б) для захисту систем опалення від спорожнювання пьєзометрична лінія повинна бути не менш чим на 3-5 м вище будинків.

Дійсний ухил пьєзометричної лінії визначається за даними гідравлічного розрахунку. Утрати напору в місцевій системі кінцевого абонента I відповідають відрізкові C₁C₂ Відклавши від крапки C₁ утрати напору в магістралі, що подає, проведемо для цієї магістралі пьєзометричну лінію _C1_B1_A1. Крапка K₁ розташовується вище крапки А₁ на величину втрати напору в станційній підігрівальній установці.

Пьєзометрична лінія магістралі, що подає, повинна задовольняти наступним вимогам: а) максимальний напір не повинен. перевищувати припустимого для труб і підігрівальних установок; б) мінімальний напір, не повинний допускати скипання води,

Неможливість скипання води на пьєзометричному графіці може бути відбита двома способами.

По першому способі від кожної крапки поверхні землі відкладають напір Н_к, прийнятий по нижчеподаним даним.

Розрахункова температура 120 130 140 150 160 170 180

мережний води, ⁰С

Максимальний напір, м 0 20 30 40 55 72 93

і проводять лінію R.L М , називану лінією не вскипіння

Якщо пьєзометрична лінія A₁B₁C₁- розташується вище лінії RL M і ніде її не перетинає, то вода в трубах кипіти не буде.

По другому способі нижче лінії A₁B₁C₁ на величину H_к проводять лінію N_Р. В усіх крапках, розташованих нижче лінії N_P , кипіння неможливе, тому що напір у цих крапках більше Нк. Тільки в місцях перетинання лінії N_P із трубопроводом, що подає, і у всіх крапках, розташованих вище лінії NP , при розрахункових температурних умовах наступить паротворення. Другий спосіб наочно ілюструє ті рівні, до яких щоб уникнути паротворення можна піднімати воду з розрахунковою температурою вище 100 °С. Зокрема, в абонентів I і ІІ мережну воду з умови не скипання можна підняти тільки до оцінок відповідно В₁ , У₂.

Якщо перераховані вище умови не можуть бути виконані для всіх абонентів, то окремі місцеві системи необхідно приєднувати за незалежною схемою.

При нерівному рельєфі місцевості, коли значна кількість споживачів тепла виходить за кордон нормального гідравлічного режиму, система теплопостачання розбивається на незалежні по тиску зони.

РИСУНОК Метода стр 26

3. РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОЇ ТРАСИ.