X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Проблема надежности, долговечности и экономичности трубопроводов, по моему мнению, относится к одним из основных проблем, выдвинутых на передний план благодаря учащающимся попыткам сэкономить на строительстве, к тому же, не стоит забывать о халатности, которую довольно часто допускают как при планировке, так и при реализации проектов сооружений, в том числе и тепловых сетей. Согласно наблюдениям, большая часть тепловых сетей вышла из строя по причине допуска ошибок на одном из первых этапов их создания – планировка.

Планировка тепловых сетей включает в себя расчет теплопотребления зданий микрорайона, проектирование тепловых сетей, определение расчетных расходов теплоносителя в сетях и гидравлический расчет магистралей тепловой сети. Наибольшая часть расчетов заключается в последней из озвученных частей, потому она, по моему мнению, и является той, которой стоит уделить наибольшее внимание.

В задачу гидравлического расчёта входит определение диаметров трубопроводов, давлений в различных точках сети и потерь давления на участках. В данной работе, когда располагаемый перепад в тепловой сети уже задан, удельные потери давления в магистральных трубопроводах рекомендуется принимать в пределах 30-80 Па/м (если выше, то трубы начинают «шуметь»), для ответвлений – по располагаемому давлению, но не более 300 Па/м.

Гидравлический расчет закрытой системы теплоснабжения (как в нашем случае) выполняется для подающего теплопровода, а диаметры обратного теплопровода и падения давления в нём принимаются, как в подающем.

Гидравлический расчёт производят в следующей последовательности:

На трассе тепловых сетей выбирается расчётная магистраль, как правило, наиболее протяженная и загруженная, соединяющая источник теплоты с дальними потребителями.

Тепловая сеть разбивается на расчётные участки, определяются расчётные расходы теплоносителя, измеряется длина участков на плане.

Разрабатывается расчётная схема трубопроводов в соответствии с изложенными выше рекомендациями.

Задавшись удельными потерями давления на трение (30-80 Па/м), исходя из расходов теплоносителя на участках, находится (по таблице 8.2 и приложению 8 из [1]): диаметр теплопровода, действительные потери давления на трение и скорость движения теплоносителя (должна быть не более 3.5 м/с)

На схеме выполняется нумерация участков основных магистралей от источника до наиболее удаленных потребителей.

На схеме указываются номера, длины участков, расходы воды, поступающей в каждое здание и проходящей по каждому участку.

Определяются расчетные расходы теплоносителя по участкам, путем суммирования расходов по трассе.

Все получившиеся значения сводятся в таблицу ( см. пример в таблице 1).

Таблица 1 – Гидравлический расчёт магистрального направления водяной тепловой сети

№ участка	Расход воды на участке G, т/ч	Размер труб, мм		Длина участка, м				Скорость движения на участке, V, м/с		Потери давления			Потери давления на участках с нарастающим итогом, кПа
		Условный проход, Dу	Наружный диаметр dнx5	На плане, lд	Эквивалентная длина, lэкв	Приведённая длина, l			Удельные потери давления, ΔPуд, Па/м		Потери давления на всем участке, ΔP, Па/м
1	2	3	4	5	6	7	8		9		10	11
Магистраль № 1
1	89,3	200	219х6	64	54,40	118,40	0,78		34,24		4054,02	4,054
2	35,8	125	133х4	31	28,93	59,93	0,85		78,68		4715,14	8,769
3	23,3	100	108х4	58	20,52	78,52	0,85		104,97		8242,24	17,011
4	15,1	100	108х4	89	26,68	115,68	0,55		44,54		5152,39	22,163
5	5,6	70	76х3,5	94	7,01	101,01	0,43		44,54		4498,99	26,662
Основная магистраль №2
1	89,3	200	219х6	64	54,40	118,40	0,78		34,24		4054,02	4,054
6	53,5	150	159х4,5	60	30,78	90,78	0,88		67,49		6126,74	10,181
7	47,9	150	159х4,5	55	34,20	84,20	0,79		53,37		4493,75	14,675
8	38,4	150	159х4,5	54	30,78	84,78	0,62		33,45		2835,89	17,511
9	18,7	100	108х4	53	18,68	71,68	0,70		71,51		5125,84	22,637
10	11,5	80	89х3,5	34	14,20	48,20	0,63		75,05		3617,41	26,254
11	9,8	80	89х3,5	37	6,84	43,84	0,55		56,80		2490,11	28,744

При расчёте ответвлений известно располагаемое давление. Однако допускаемую удельную потерю давления в ответвлении можно определить только если известен диаметр трубопровода, т.к. потери в местных сопротивлениях зависят от диаметра. Следовательно, расчёт делается в 2 этапа.

В начале определяют приведённую длину ответвления, принимая эквивалентную длину равной 30% от длины по плану.

Затем, поделив располагаемый напор на приведённую длину ответвления, находят предварительную величину допускаемой удельной потери давления в ответвлениях. По этому значению определяют диаметр трубопровода и фактическую удельную потерю давления.

После того, как определён диаметр трубопровода, выполняют уточнённый расчёт ответвления, суть которого сводится к более точному определению потерь давления на местные сопротивления, аналогично как при расчёте магистрали. Потери давления на трение принимаются из предварительного расчёта. Располагаемый напор в конце ответвления как правило, принимается таким же, как и в конце магистрали. Результаты предварительного и окончательного расчётов заносится в таблицы (смотри пример таблицы 2 и 3).

Таблица 2 – Предварительный гидравлический расчёт ответвлений водяной тепловой сети

№ участка на схеме	Расход воды G, в т/ч	Условный проход dy	Длина участка, м			Располагаемое давления, Па		Допустимые потери давления, Па/м		Предварительная удельная потеря давления, Па/м
			l,м	lпр.=1,3*l
1	2	3	4	5	6		7		8
18	19,7	100	105	136,5	11233,36		82,30		79,26
20	1,7	32	7	9,1	2490,11		273,64		210,92

Таблица 3 – Уточненный гидравлический расчёт ответвлений водяной тепловой сети

№ участка	Расход воды на участке G, т/ч	Размер труб, мм			Длина участка, м				Скорость движения на участке, V, м/с		Располагаемое давление ΔP, Па		Удельные потери давления, ΔPуд, Па/м		Потери давления на всем участке, ΔPуч., Па/м		Невязка, %
		Условный проход, Dу	Наружный диаметр dнx5	На плане, lд		Эквивалентная длина, lэкв	Приведённая длина, lпр
1	2	3	4	5		6	7	8		9		10		11		12
Ответвления основной магистрали №2
18	19,7	100	108х4	105		20,18	125,18	0,70		11233,36		79,26		9921,61		12
20	1,7	32	38х2,5	7		2,98	9,98	0,58		2490,11		210,92		285,89		16

Из всего вышесказанного видно, что гидравлический расчет действительно довольно трудоемок и требует к себе особого внимания. В процессе его выполнения может быть допущено множество ошибок, что приведет к неправильной работе теплосети. Во избежание этого необходимо уделять большую часть времени и усилий на реализацию данного этапа планировки тепловых сетей.

Литература:

Фалалеев, Ю.П. Проектирование центрального теплоснабжения: учеб. Пособие/ Ю.П. Фалалеев; Нижегор. Гос. архитектур.-строит. ун-т. – Н. Новгород: ННГАСУ, 1997. – 282 с.

Код для цитирования: Скопировать