Гидравлический расчёт водяных тепловых сетей

Смысл гидравлического расчёта заключается в определении оптимального значения диаметров труб. Результаты гидравлического расчета используются для выбора насосов и построения пьезометрического графика.

В водяных тепловых сетях магистралью является теплотрасса от станции до наиболее удаленного потребителя.

Расчёт проводится по следующей схеме:

1.Рассчитывается основная магистраль, выбирается диаметр труб по средним удельным потерям до 80 Па/м, что даёт решение близкое к экономически оптимальному, при этом k_э=0,5 мм и скорость не более 1,5 м/с, уточняются удельные потери и скорость, данные заносятся в таблицу;

2.Определяется количество задвижек, компенсаторов и других сопротивлений на каждом участке:

- задвижки на каждом участке устанавливаются согласно [CНиП «Тепловые сети»];

- компенсаторы служат для восприятия температурных удлинений. Для каждого участка определяется эквивалентная длина местных сопротивлений, затем приведённая длина

3.Определяются потери напора на каждом участке по формуле:

где ρ=910 кг/м³- плотность сетевой воды.

4.Рассчитываются ответвления, используя оставшийся напор при условии, чтобы на конце каждого ответвления сохранялся необходимый располагаемый напор и потери на трение не превышали 300 Па/м. Эквивалентная длина и потери определяютcя аналогично.

5.Ответвления необходимо проектировать так, чтобы на них срабатывался весь напор, необходимый для работы магистрали. Для этого необходимо, чтобы суммарные потери давления на прямой и обратной линиях ответвления были равны потерям давления в прямом и обратном трубопроводах магистрали от конечного пункта до общей точки с ответвлением. Для соблюдения этого условия устанавливают регулируемые дроссельные диафрагмы. Диаметр диафрагмы определяется как:

,

где - расчетный расход воды через диафрагму, т/ч;

- напор, дросселируемый диафрагмой, м.

После расчета всех участков на магистрали и ответвлениях определяем гидравлическую невязку:

Устанавливаются две диафрагмы диаметрами 60 мм на подающем и обратном трубопроводах участка УТ4-УТ4.1. Тогда суммарные потери напора от источника для ответвления 2 составят 18,9+6,5=25,4 м вод.ст.

Таблица 9 Гидравлический расчёт тепловой сети

Участок	Расход воды	Размеры тр-да	Длина участка	Скорость воды, м/с	Потери давления	Суммарные потери от источника	Примечание
	кг/с	т/ч	Dy,мм	Dn×s, мм	по плану,l, м	Эквивалентная длина, м	Приведённая длина, lпр	R, Па/м	R∙lпр, Па	∆р, кПа	∆Н, м
Основная магистраль
ТЭЦ-УТ1	136,1			377x9		51,3	101,3	1,4	57,1	5784,2	5,8	0,6
УТ1-УТ2	100,5	361,8		325x8		106,4	356,4	1,39	67,8	24163,9	29,9	3,0
УТ2-УТ3	52,9	190,5		273x8		87,13	327,13	1,06	49,8	16291,1	46,2	4,6
УТ3-УТ4	52,3	188,2		273x8		231,33	901,33	1,05	48,8	43984,9	90,2	9,0
УТ4-УТ5	25,9	93,4		194x5		121,36	591,36	1,02	70,4	41631,74	131,9	13,2
УТ5-УТ6	14,2			159x4,5		205,92	1275,92	0,83	60,8	77575,94	209,4	20,9
УТ6-УТ7	8,2	29,5		133x4		61,44	361,44	0,71	55,7	20132,2	229,6	23,0
УТ7-УТ8	2,2			89x3,5		44,59	464,59	0,44		17189,8	246,8	24,7
УТ8-УТ9	1,1			76x3,5		32,4	332,4	0,31	23,3	7744,9	254,5	25,4
Ответвление 1
УТ5-УТ5.1	11,8	42,4		152x4,5		60,5	340,5	0,76	31,6	10759,8	142,6	14,3
УТ5.1-УТ5.2	9,2	33,2		133x4		57,04	367,04	0,78	67,4	24738,5	167,4	16,7
УТ5.2-УТ5.3	3,2	11,6		89x3,5		77,75	767,75	0,63	76,5	58732,9	226,1	22,6
УТ5.3-УТ5.4	1,3	4,8		76x3,5		44,2	364,2	0,37	33,4	12164,3	238,3	23,8
Ответвление 2
УТ4-УТ4.1	26,3	94,8		194x6		80,82	330,82	1,06	76,7	25373,9	115,6	11,6
УТ4.1-УТ4.2	23,8	85,6		194x6		105,78	455,78	0,95	61,4	27984,9	143,6	14,4
УТ4.2-УТ4.3	13,1			152x4,5		68,3	398,3	0,85	67,1	26725,9	170,3	17,0
УТ4.3-УТ4.4	2,3	8,4		89x3,5		53,8	443,8	0,47	41,8	18550,8	188,8	18,9

Таблица 10 Расчет числа компенсаторов для водяных тепловых сетей (компенсаторы П-образные со сварными трехшовными отводами R=1,5 D; для Ду 100 и меньше – с крутоизогнутыми отводами R=1,5 D).

№	Участок	Dн×s, мм	Длина участка l, м	Максимальное расстояние между неподвижными опорами Δlно, м	Число компенсаторов n
Основная расчетная магистраль
	ТЭЦ-УТ1	377x9
	УТ1-УТ2	325x8
	УТ2-УТ3	273x8
	УТ3-УТ4	273x8
	УТ4-УТ5	194x5
	УТ5-УТ6	159x4,5
	УТ6-УТ7	133x4
	УТ7-УТ8	89x3,5
	УТ8-УТ9	76x3,5
Ответвление 1
	УТ5-УТ5.1	152x4,5
	УТ5.1-УТ5.2	133x4
	УТ5.2-УТ5.3	89x3,5
	УТ5.3-УТ5.4	76x3,5
Ответвление 2
	УТ4-УТ4.1	194x6
	УТ4.1-УТ4.2	194x6
	УТ4.2-УТ4.3	152x4,5
	УТ4.3-УТ4.4	89x3,5

Таблица 11 Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений для основной расчетной магистрали

Участок	Dн×s, мм	Перечень местных сопротивлений	Количество	lэ, м на единицу	lэ, м
ТЭЦ-УТ1	377x9	Задвижка		4,3	4,3
Компенсатор
Итого на участок			51,3
УТ1-УТ2	325x8	Задвижка		4,17	4,17
Компенсатор
Тройник в ответвлении		20,8	20,8
Переход		1,4	1,4
Итого на участок			106,4
УТ2-УТ3	273x8	Задвижка		3,33	3,33
Переход		1,1	1,1
Тройник в ответвлении		16,7	16,7
Компенсатор
Итого на участок			87,13
УТ3-УТ4	273x8	Задвижка		3,33	3,33
Компенсатор
Отвод		7,8	7,8
Тройник в проходе		11,1	22,2
Итого на участок			231,33
УТ4-УТ5	194x5	Задвижка		2,9	2,9
Компенсатор		27,6	110,5
Тройник в проходе		7,24	7,24
Переход		0,72	0,72
Итого на участок			121,36
УТ5-УТ6	159x4,5	Задвижка		2,24	2,24
Компенсатор		17,6	193,6
Тройник в проходе		5,6	5,6
Отвод		3,92	3,92
Переход		0,56	0,56
Итого на участок			205,92
УТ6-УТ7	133x4	Задвижка		2,2	2,2
Компенсатор		12,5
Тройник в проходе		4,4	8,8
Переход		0,44	0,44
Итого на участок			61,44
УТ7-УТ8	89x3,5	Задвижка		1,28	1,28
Компенсатор		7,9	39,5
Тройник в проходе		2,55	2,55
Отвод
Переход		0,26	0,26
Итого на участок			44,59
УТ8-УТ9	76x3,5	Задвижка
Компенсатор		6,8	27,2
Тройник в проходе
Отвод
Переход		0,2	0,2
Итого на участок			32,4

Таблица 12 Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений для ответвления 1

Участок	Dн×s, мм	Перечень местных сопротивлений	Количество	lэ, м на единицу	lэ, м
УТ5-УТ5.1	152x4,5	Задвижка		2,08	2,08
Тройник в ответвлении		7,8	7,8
Переход		0,52	0,52
Компенсатор		16,7	50,1
Итого на участок			60,5
УТ5.1-УТ5.2	133x4	Задвижка		2,2	2,2
Компенсатор		12,5
Тройник в проходе		4,4	4,4
Переход		0,44	0,44
Итого на участок			57,04
УТ5.2-УТ5.3	89x3,5	Задвижка		1,28	1,28
Переход		0,26	0,26
Отвод		1,28	2,56
Тройник в проходе		2,55	2,55
Компенсатор		7,9	71,1
Итого на участок			77,75
УТ5.3-УТ5.4	76x3,5	Задвижка
Компенсатор		6,8
Переход		0,2	0,2
Тройник в проходе
Тройник в ответвлении
Отвод
Итого на участок			44,2

Таблица 13 Расчет эквивалентных длин местных сопротивлений для ответвления 2

Участок	Dн×s, мм	Перечень местных сопротивлений	Количество	lэ, м на единицу	lэ, м
УТ4-УТ4.1	194x6	Задвижка		2,9	2,9
Тройник в ответвлении		10,9	10,9
Компенсатор		22,1	66,3
Переход		0,72	0,72
Итого на участок			80,82
УТ4.1-УТ4.2	194x6	Задвижка		2,9	2,9
Компенсатор		22,1	88,4
Тройник в проходе		7,24	14,48
Итого на участок			105,78
УТ4.2-УТ4.3	152x4,5	Задвижка		2,08	2,08
Переход		0,52	0,52
Отвод		2,6	5,2
Тройник в проходе		5,2	10,4
Компенсатор		16,7	50,1
Итого на участок			68,3
УТ4.3-УТ4.4	89x3,5	Задвижка		1,28	2,56
Компенсатор		7,9	39,5
Переход		0,26	0,26
Тройник в проходе		2,55	10,2
Отвод		1,28	1,28
Итого на участок			53,8