что такое пьезометрический график

Назначение пьезометрического графика

При проектировании и эксплуа­тации тепловых сетей наряду с дав­лением широко пользуются также другой единицей гидравлического потенциала — напором. Напор представляет собой давление, выра­женное в линейных единицах (обыч­но метрах) столба той жидкости, ко­торая передается по трубопроводу.

Напор и давление связаны сле­дующей зависимостью

ρ – плотность теплоносителя, кг/м 3 ;

Аналогичной зависимостью свя­заны между собой падение давления и потеря напора в сети или рас­полагаемый перепад давлений и располагаемый напор (разность на­поров) в сети

ΔΗ= Δр / ρg или h = R / ρg,

где ΔΗ— потеря напора или распо­лагаемый напор, м; р — падение давления или рас­полагаемый перепад дав­лений Па; h и R — удельная потеря напора (безразмерная величина) и удельное падение давле­ния, Па / м.

Полный напор отсчитывается от одного общего условного горизонтального уровня.

Напор, отсчитанный не от услов­ного, общего для всей сети горизон­тального уровня, а от уровня про­кладки оси трубопровода в данной точке, называется пьезометри­ческим напором или пьезо­метрической высотой.

При проектировании и эксплуа­тации разветвленных тепловых сетей, когда приходится учитывать взаимное влияние многочисленных факторов, определяющих гидравли­ческий режим сети: геодезический профиль района, высотность або­нентских зданий, потерю напора в тепловой сети и або­нентских установках и т. д., широко используется пьезометриче­ский график. На пьезометриче­ском графике в определенном мас­штабе нанесены рельеф местности, высоты присоединенных зданий, ве­личина набора в сети. По пьезомет­рическому графику легко опреде­лить напор и распола­гаемый напор в любой точке сети и абонентской системы.

Пьезометрический график благо­даря наглядности позволяет легко ориентироваться в гидравлическом режиме тепловых сетей и местных систем. Проектирование сети без учета пьезометрического графика, особенно в условиях сложного про­филя, может привести к нерацио­нальным схемам присоединения або­нентов, неоп­равданному сооружению насосных подстанций и усложнению эксплуа­тации всей системы теплоснабжения в целом.

Пьезометрический график (график напоров) может быть построен только после выполнения гидравлического расчета трубопроводов — по рассчитанным величинам падений давления на участках сети. На графике в выбранном масштабе нанесены профиль трассы тепло­вой сети; высоты отопительных систем, присоединенных к тепловой сети, условно равные высотам зданий; величины напоров насосов и в любой точке сети при статическом и динамическом режимах.

Условно принимают, что ось трубопроводов и геодезические отметки установки насосов и нагревательных приборов в первом этаже зда­ний совпадают с отметкой земли. Высшее положение воды в отопи­тельной системе совпадает с верхней отметкой здания.

График строят по двум осям — вертикальной и горизонтальной. На вертикальной оси откладывают напоры в любой точке сети, напоры насосов, профиль сети, высоты отопительных систем в метрах.

Пример построения графика показан на рис. 1.

Рис. 1. Пьезометрический график двухтрубной водяной тепловой сети.

По горизонталь­ной оси нанесены длины отдельных участков сети, показано взаимное расположение по горизонтали характерных потребителей тепла. Все отсчеты напоров производят от уровня I—I, соответствующего обычно отметке оси сетевых насосов, принимаемой за геодезическую отметку «0».

Под графиком показана принципиальная схема тепловой сети, для которой ведут построения.

Точка А характеризует местоположение источника теплоснаб­жения, вернее, расположение сетевого насоса. Точка L соответствует расположению последнего потребителя тепла, высота отопительной системы которого равна в вертикальном масштабе отрезку LM. Потребитель тепла удален от источника тепла на расстояние, равное в горизонтальном масштабе отрезку AL в метрах.

В точке D имеется ответвление к потребителю Е; высота отопитель­ной системы потребителя характеризуется отрезком EN в вертикальном масштабе. Насос в точке А создает напор в подающей магистрали Н_Н, напор в обратной магистрали Н_В. Разность напоров Н_Н – Н_В = Н_С на­зывается напором, развиваемым сетевым насосом.

Изменение напоров в подающей магистрали на графике показано наклонной линией А₁L₁.

Линия А₂L₂ показывает характер изменения напоров в обратной магистрали. Изменение напоров в теплопроводах ответвления пока­зано линиями D₁E₁ и D₂E₂.

Разность напоров в подающем и обратном теплопроводах назы­вается располагаемым напором в точке сети.

Напор в обратном теплопроводе: H₂ = H_К2—Z, м.

Располагаемый напор в точке К:

Изменение напоров в теплопроводах, показанных линиями А₁L₁ и L₂А₂, соответствует динамическому режиму системы теплоснабже­ния, т. е. при работающем сетевом насосе и движении теплоносителя. При остановке сетевого насоса и прекращении циркуляции теплоно­сителя напоры в обеих магистралях уравниваются и устанавливаются по верхней отметке наиболее высокой и высоко расположенной системы отопления, присоединенной к тепловой сети по зависимой схеме (при температуре воды до 100 °С).

На рис. 1 линия статического напора показана пунктирной го­ризонтальной линией А₃М.

При гидравлическом расчете па­ровых сетей профиль паропровода можно не учитывать вследствие ма­лой плотности пара. Падение давления на участке паропровода принимается равным разности дав­лений в концевых точках участка.

Для предупреждения ошибочных решений следует до проведения ги­дравлического расчета водяных се­тей наметить возможный характер пьезометрического графика и, ори­ентируясь по нему, выбрать допу­стимые пределы потерь напора, не вызывающие усложнения схемы тепловой сети и абонентских вводов. На основании технико-экономиче­ского расчета следует лишь уточ­нить значение потерь напора, не выходя за пределы, намеченные по пьезометрическому графику. Такой порядок проектирования позволяет учесть технические и технико-эконо­мические особенности проектируе­мого объекта.

При построении пьезометрического графика в период проекти­рования должны соблюдаться следующие условия:

1. Напоры в присоединенных к сети системах теплопотребителей не должны быть больше допустимых. В отопительных абонентских системах допускаемый напор не должен превышать 60 м. Напор 60 м является предельным для обратной магистрали; в подающей магист­рали он может быть выше 60 м, так как его всегда можно уменьшить (сдросселировать) в пределе до величины напора в обратной магист­рали.

2. Обеспечение избыточного (выше атмосферного) напора во всех точках сети и абонентских систем для предупреждения подсоса воз­духа.

3. Обеспечение напоров, соответствующих температуре насыще­ния, в сети для предупреждения вскипания воды. Ни в одной из точек сети напор в подающей магистрали не должен быть ниже статиче­ского напора, т. е. пьезометрический график подающей магистрали не должен пересекать линию статического напора.

4. Минимальное значение напора перед сетевыми насосами должно быть не менее 5-10 м.

5. Напор в местных системах потребителей не должен быть ниже статического самих местных систем (статический напор равен высоте системы). В противном случае возможно опорожнение верхней части систем и засасывание воздуха.

6. В точках присоединения потребителей располагаемые напоры должны соответствовать потерям напора в местных системах при про­пуске теплоносителя в расчетных количествах.

Все эти требования должны вы­полняться как во время работы си­стемы, т. е. при циркуляции воды, так и при прекращении циркуля­ции, т. е. в статическом состоянии системы.

Значение напоров и их распределение по сети дает исходный ма­териал для выбора схем присоединений потребителей тепла. Наиболь­шее значение режим напоров в сети имеет для выбора схем присоеди­нений к тепловой сети систем отопления.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Мир инженера

информация для инженеров и проектировщиков

Построение пьезометрического графика для водяной тепловой сети

Приветствую Вас, дорогие и уважаемые читатели сайта “world-engineer.ru”. При проектировании и эксплуатации водяных тепловых сетей широко используется пьезометрический график или как его еще называют пьезометр. Пьезометрический график представляет собой графическое изображение напоров в подающих и обратных трубопроводах тепловой сети относительно местности, по которому, проложена водяная тепловая сеть. При построении пьезометрического графика необходимо учитывать:

— геодезический профиль местности, по которому проложена сеть;

— высоты зданий присоединенных к тепловой сети;

— перепады давлений в системах отопления, вентиляции и ГВС.

Построение пьезометрического графика (пьезометра) выполняется в следующей последовательности:

Статический напор в водяной тепловой сети должен соответствовать полному напору, который должны развивать подпиточные насосы. Величина статического напора определяется по следующим условиям:
— созданием избыточного давления не менее 0,05 МПа в верхних точках отопительных систем для зданий расположенных на наиболее высоком геодезическом уровне.

Z_ЗД – геодезическая отметка наиболее высокого зданий в жилом районе или на промышленном предприятии.

h_ЗД – геометрическая высота наиболее высокого зданий в жилом районе или на промышленном предприятии.

— не менее величины давления вскипания сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети:

Для стандартных температурных графиков сетевой воды давление вскипания в подающем трубопроводе Н_ВСКИП ПОД составляет, при:

τ ₀₁ Р / τ₀₂ Р = 150/70 и Н_ВСКИП ПОД = 47 м (0,47 МПа)

τ ₀₁ Р / τ₀₂ Р = 140/70 и Н_ВСКИП ПОД = 36 м.вод.ст. (0,36 МПа)

τ ₀₁ Р / τ₀₂ Р = 130/70 и Н_ВСКИП ПОД = 27 м.вод.ст. (0,27 МПа)

τ ₀₁ Р / τ₀₂ Р = 120/70 и Н_ВСКИП ПОД = 20 м.вод.ст. (0,2 МПа)

τ ₀₁ Р / τ₀₂ Р = 1410/70 и Н_ВСКИП ПОД = 14 м.вод.ст. (0,14 МПа)

τ ₀₁ Р / τ₀₂ Р = 105/70 и Н_ВСКИП ПОД = 12 м.вод.ст. (0,12 МПа)

τ ₀₁ Р / τ₀₂ Р = 95/70 и Н_ВСКИП ПОД = 8 м.вод.ст. (0,08 МПа)

Как правило, при отсутствии точных данных величина пьезометрического напора на всасывающих патрубках и сетевых насосах принимается равной от 10-15 м. вод.ст.

И затем для каждого участка обратного трубопровода тепловой сети по оси напоров откладываются полные потери давления и полные потери напора, которые берутся из результатов гидравлического расчета.

ΔН_ПОТРЕБ, м – величина располагаемого напора для потребителей теплоты вычисляется:

Н_ПОТРЕБ ПОД – напор сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети и на входе в системы отопления, вентиляции и ГВС.

Н_ПОТРЕБ ОБР – напор сетевой воды в обратном трубопроводе тепловой сети и на входе в системы отопления, вентиляции и ГВС.

Согласно последней формуле, величина ΔН_ПОТРЕБ определяет потери напора в коммуникациях самих потребителей теплоты, т.е. в их системе отопления, вентиляции, ГВС.

При отсутствии точных данных для ориентировочного построения пьезометрического графика принимаем следующие величины ΔН_ПОТРЕБ:

А) при зависимой схеме присоединения систем отопления и вентиляции зданий без использования элеваторов от 6 до 10 м.вод.ст.

Б) при независимой схеме присоединения систем отопления и вентиляции зданий без использования элеваторов от 7 до 15 м.вод.ст.

В) при зависимой схеме присоединения систем отопления и вентиляции зданий с использованием элеваторов от 15 до 20 м.вод.ст.

Г) при последовательном двухступенчатом подключении подогревателей ГВС от 20 до 27 м.вод.ст.

Эти потери напора зависят от типа и количества оборудования на источнике теплоснабжения и как правило принимается равным:

Надеюсь, что теперь всем стало понятно, как строить пьезометр и Вы теперь знаете, как построить пьезометрический график.

Источник

Пьезометрический график тепловой сети

Здравствуйте! Для того, чтобы построить пьезометрический график, или как я его называю, график давлений, необходимо:

1. Схема тепловой сети, с разветвлениями по участкам. На схеме должны быть указаны диаметры трубопроводов, их протяженность, номера участков и др.данные.

2. Профиль магистрали (условно принимают отметку земли).

3. Гидравлический расчет тепловой сети. Это вообще ключевой момент. Про гидравлический расчет теплосети я писал в этой статье.

4. Высота зданий по теплотрассе.

5. Напор концевого абонента тепловой сети.

В последнем, пятом пункте напор у концевого абонента принимается, как правило, равным необходимому располагаемому напору перед элеватором (для графика 150/70 °C – не менее 15 м.в.ст., для графика 130/70 °C — не менее 12 м.в.ст.). Необходимый напор умножается на коэффициент 1,5. Если есть вероятность и перспектива дальнейшего строительства зданий, то необходимый напор принимают не менее 20 м.в.ст.

Если все вышеприведенные исходные данные у вас есть, то можно начинать составление пьезометрическиго графика. Пьезометрический график (рис.1) состоит из следующих элементов:

1. Линия давлений в подаче

2. Линия давлений в обратке

3. Линия статического давления

Вот здесь то и пригодятся результаты гидравлического расчета тепловой сети, так как уклоны в линии подачи, и в линии обратки характеризуют падение давления в теплосети. И чем больше цифровые значения падения давления, тем круче линия графика давления (пьезометрического графика).

Линия, замыкающая подачу и обратку у концевого потребителя, отображает необходимый потребный напор, и принимается из исходных данных.

Линия, замыкающая линию подачи и обратки в начале тепловой сети (от теплоисточника) означает суммарное падение давления подачи и обратки и концевого ввода (напор у вывода из теплоисточника).

Линия давлений обратки пьезометрического графика должна быть достаточно высокой, это говорит о наполнении местных систем теплоснабжения зданий. Также она не должна пересекать здания на графике. Это — условие бесперебойности теплоснабжения. Но одновременно минимальная линия давлений пьезометрического графика в обратке должна быть такой, чтобы не повредились чугунные радиаторы отопления. Об этом чуть ниже по тексту.

Выполнение всех этих условий очень зависит от рельефа и от высоты зданий по теплотрассе. Ввиду этого начальную точку линии давлений зачастую приходится искать методом подбора.

Если профиль местности достаточно спокойный, то построение пьезометрического графика начинают с нейтральной точки. Нейтральную точку у всасывающего патрубка сетевого насоса принимаем так, чтобы обратка магистрали теплосети располагалась на 3-5 м.в.ст. выше, чем наиболее высоко расположенное здание.

Какими же требованиями к режимам давлений в тепловой сети следует руководствоваться при построении пьезометрического графика? Рассмотрим два режима давлений в тепловой сети. А именно, динамический — режим, когда работают сетевые насосы. И статический режим — когда сетевые насосы выключены. При динамическом режиме необходимо выполнение следующих требований.

Для обратного трубопровода:

1. Давление в обратке должно быть выше статического давления в местных системах отопления, а значит линия обратки должна располагаться на графике выше любого из зданий, и с запасом на 3 — 5 м.в.ст.

2. Максимальное давление должно быть не выше 60 м.в.ст. Это необходимо для того, чтобы не разрушались чугунные ралиаторы отопления.

3. Минимальное давление должно быть не меньше 5 м.в.ст. Это необходимо для того, чтобы не происходил подсос воздуха в трубопровод теплоснабжения, и не происходил разрыв циркуляции во внутренних системах теплоснабжения и коррозия.

Для подающего трубопровода:

Минимальное давление принимаем из условия невскипания теплоносителя в теплосети:

при t1 = 130 °С — 18 м.в.ст.

при t1 = 140 °С — 27 м.в.ст.

при t1 = 150 °С — 39 в.ст.

Рассмотрим теперь статистический режим. Это режим для линии статического давления. Как известно, статическое давление создается при помощи подпиточного насоса. Это давление обеспечивает заполнение внутренних систем отопления даже при остановке сетевых насосов. Следовательно, в межотопительный период в тепловой сети и местных внутренних системах отопления должно быть давление выше статического, для того, чтобы не было попадания воздуха и коррозии трубопроводов.

Значит, минимальное давление должно быть не меньше высоты самого высокого здания. Плюс запас по давлению 3 — 5 м.в.ст. Максимальное же давление принимаем 60 м.в.ст. Если давление будет больше, то есть вероятность разрушения радиаторов отопления. Особенно это касается чугунных радиаторов.

Источник

Гидравлический режим тепловых пунктов

Для нормальной работы потребителей гидрав­лический режим тепловой сети на вводе в тепловой пункт (ТП) должен удовлетворять сле­дующим условиям (рис. 4.53, потребитель 1):

Рис. 4.53. Пьезометрический график тепловой сети:

П — линия напоров в подающем трубопроводе теп­ловой сети; СТ—линия статического напора в си­стеме теплоснабжения; О—линия напоров в обрат­ном трубопроводе тепловой сети; 1—5—потреби­тели

При указанных отклонениях гидравличе­ского режима на ТП можно применить неза­висимую схему присоединения систем отопле­ния.

Содержание

Схемы ТП при недостаточном напоре в обратной линии [ править ]

Если напор в обратной линии ТП при расчетном или каком-либо переменном режиме оказывается меньше высоты местных систем и не может обеспечить их залив, необ­ходимо увеличить напор путем установки на обратной линии регулятора давления «до себя» (регулятора подпора). Давление, поддерживае­мое этим регулятором, назначают обычно на 0,3—0,8 кгс/см 2 (0,03—0,08 МПа) больше, чем статическое давление местных систем. Меньшую величину избыточного давления (0,3-0,5 кгс/см 2 ) (0,03-0,05 МПа) назначают при регуляторе подпора непрямого действия.

Рис. 4.54. Схемы тепловых пунктов при недостаточном напоре в обратной линии Н₀

а — схема ИТП; б — схема ЦТП; в — пьезометрический график к схеме б; Н„— напор в подающей линии тепловой сети; Н₀ (Р₀) — на­пор (давление) в обратной линии тепловой сети; Н_ст(р_ст) — напор (давление) при статическом режиме тепловой сети; Н_п 1 — напор в подающей линии потребителей; Н₀ 1 — напор в обратной линии потребителей; Н_т 1 — напор при статическом режиме у потребителей; Н_п А — напор в подающей линии потребителей при режиме автоном­ной циркуляции; Н₀ А — напор в обратной линии потребителей при режиме автономной циркуляции; Н_мс — высота местных систем; Н_со — высота систем отопления; рабочий режим; статический режим; режим автономной циркуляции; дросселирование напора (указанные обозначения относятся к рис. 4.54—4.65)

Для индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) целесообразно использовать простую схему, показанную на рис. 4.54,а. В этой схеме регулятор подпора — отсечки поддерживает необходимое давление в обратной линии ИТП при работе сети. При наступлении статиче­ского режима регулятор подпора, стремясь поддержать давление настройки, закрывается. Уход воды из местных систем но подающее линии предотвращается обратным клапаном. В этой схеме требования к плотности отклю­чения потребителей при статическом режиме снижены. Поэтому на подающей линии ЦТП допустима установка обратного клапана, а на обратной линии — регулятора давления прямо­го действия.

Для крупных центральных тепловых пунк­тов (ЦТП) с повышенными требованиями к заполнению местных систем при Н_ст Схемы ТП при недопустимо высоком дав­лении в обратной линии [ править ]

Если давление в обратной линии ТП при работе тепловой сети превышает допустимое для нагревательных при­боров систем отопления, на этой линии следует установить подкачивающие насосы. Напор на­сосов выбирают таким, чтобы давление на их всасывающей стороне было ниже допустимого для приборов, но вместе с тем не приводило к опорожнению систем отопления. Схема ИТП при невысоких требованиях к герметичности отсоединения системы отопления показана на рис. 4.55, а. Схему применяют в случаях, когда изменения давления на всасывающей стороне подкачивающих насосов при переменных гид­равлических режимах тепловой сети не при­водят к опорожнению системы отопления. В этих условиях нет необходимости стабилизировать давление в обратной линии.

При аварийном останове подкачивающих насосов для предотвращения недопустимого повышения давления у потребителя произво­дится отсечка ИТП от тепловой сети. Отсечка по обратной линии осуществляется установкой специального обратного клапана, поскольку клапаны, расположенные за насосами, теряют плотность посадки при переходах с рабочего насоса на резервный.

Отсечка по подающей линии выполняется установкой клапана, которому в целях под­держания его работоспособности придают функ­ции регулятора давления «после себя». Импуль­сом на отсечку подающей линии служит исчез­новение напора подкачивающих насосов.

Для предотвращения повышения давления у потребителя в момент отсечки, а также на случай неплотности отсечных клапанов уста­навливают предохранительный клапан, который срабатывает при давлении, несколько меньшем, чем допустимое для нагревательных прибо­ров.

При статическом режиме тепловой сети необходим останов подкачивающих насосов. В противном случае возможны опорожнение потребителя ИТП (при невысоком статическом напоре) и опрокидывание циркуляции в си­стемах отопления соседних потребителей. Им­пульсом на останов подкачивающих насосов служит падение напора в подающей линии тепловой сети. Если напор в подающей линии тепловой сети при ее работе мало отличается от величины статического напора, останов под­качивающих насосов следует производить по импульсу исчезновения располагаемого напора на вводе в ИТП. При останове подкачивающих насосов происходит отсечка системы отопле­ния.

Для повышения срока службы системы отопления при статическом режиме тепловой сети в схеме применяют перемычку с двумя нормально закрытыми задвижками и открытым спускником между ними. Эта перемычка позволяет создать автономную циркуляцию во­ды в системе отопления и существенно отда­лить тем самым момент необходимого слива воды из системы при нарушении работы тепло­вой сети. Подпитку отключенной системы отоп­ления осуществляют открыванием задвижки на подающей линии тепловой сети, при этом за­движка на обратной линии закрыта.

Принци­пиальная схема автоматизации крупного ЦТП показана на рис. 4.55, б. В этом случае раз­ность между напором на всасывающей стороне подкачивающих насосов и высотой местных си­стем невелика, и при переменном режиме тепловой сети системы могут опорожниться. Эту схему применяют и для ИТП, если напор в обратной линии потребителей при перемен­ном режиме тепловой сети не может обеспе­чить залив систем отопления, и в связи с этим необходимо стабилизировать напор во всасы­вающих патрубках подкачивающих насосов.

Рис. 4.55. Схемы тепловых пунктов при не­допустимо высоком давлении в обратной линии Р₀>P_доп, P_ст>P_доп:

Читайте также:  что такое фокачо итальянское

а — схема ИТП; б — схема ЦТП; в — пьезо­метрический график к схеме а; г — пьезо­метрический график к схеме б; обозначения напоров см. рис. 4.54.

При останове подкачивающих насосов от­сечка подающей и обратной линий осуществля­ется соответствующими регуляторами давле­ния, срабатывающими при исчезновении напора подкачивающих насосов. При статическом режиме останавливаются насосы, а затем про­изводится отсечка потребителей.

Для крупных ЦТП, а тем более при непо­средственном водоразборе у потребителей необходима подпитка отключенных от тепловой сети потребителей. Подпитка осуществляется по подпиточной линии, оборудованной регуля­тором подпитки. Импульс для регулятора под­питки принимается из подающей линии разводящих тепловых сетей за клапаном отсечки. В нормальном режиме регулятор подпитки закрыт вследствие высокого давления в импуль­сной точке. При отсечке потребителей и по­степенном падении давления в разводящих сетях за ЦТП регулятор подпитки вступает в работу, поддерживая давление у потребителей, не допускающее опорожнение их местных сис­тем.

При организации автономной циркуляции теплоносителя у потребителей величину импуль­са регулятора подпитки следует сохранить по сравнению со статическим режимом, однако точку отбора импульса необходимо перенести на обратную линию (см. рис. 4.55, б).

Схемы ТП при недостаточном напоре в по­дающей линии [ править ]

Если напор в подающей линии тепловой сети оказывается меньше высоты местных систем, в ТП устанавливают регу­лятор подпора на обратной линии и насос на подающей линии. Давление, поддерживаемое регулятором подпора, выбирают таким, чтобы обеспечить залив местных систем, а напор насо­са должен быть достаточным для преодоления сопротивления разводящих трубопроводов и местных систем при указанном давлении в их обратной линии. Такое же оборудование при­меняют и в том случае, если напор в подающей линии достаточен для залива местных систем, но при работе регулятора подпора не хватает располагаемого напора на выходе из ТП для преодоления сопротивления разводящих трубо­проводов и местных систем.

Простейшая схема ИТП, в которой пони­жены требования к заливу системы отопления при аварийных режимах, показана на рис. 4.56, а. На обратной линии в этой схеме устанавли­вают регулятор подпора прямого действия, который закрывается при останове подкачи­вающих насосов. Слив воды из системы отопле­ния по подающей линии предотвращается обратным клапаном.

При статическом режиме для предупреж­дения опрокидывания циркуляции у соседних потребителей подкачивающие насосы останав­ливаются. Это происходит по импульсу паде­ния давления в подающей линии. Если напор подкачивающего насоса оказывается достаточ­ным при статическом режиме для подачи воды к верхним точкам системы отопления (Н_ст+Н_нас— Н_со> 6 — 10 м), целесообразно устраи­вать перемычки между подающей и обратной линиями, позволяющие организовать автоном­ную циркуляцию теплоносителя при нарушении работы тепловой сети (рис. 4.56, в). Подпитку автономно работающего потребителя осуществляют через обратную линию.

Для крупных ЦТП с большим числом потребителей и особенно при непосредственном водоразборе применяют схему, показанную на рис. 4.56, б. Для создания необходимого давления в обратной линии потребителей в ЦТП устанавливают регулятор подпора непрямого действия, который поддерживает регулируемое давление с высокой точностью и, главное, обеспечивает герметичность отсечки потребителелей по обратной линии. При останове подкачивающих насосов отсечка потребителей от внешней сети осуществляется регулятором давле­ния и обратным клапаном, а их подпитка — включением подпиточного насоса. Необходимое давление подпиточной воды обеспечивает регу­лятор подпитки. Величина настройки этого ре­гулятора определяется высотой присоединенных местных систем, а при непосредственном водоразборе у потребителей дополнительно учиты­вают потери напора по разводящей сети. При непосредственном водоразборе приходится ми­риться с опрокидыванием циркуляции в отсе­ченных системах отопления в теплый период отопительного сезона. При наступлении стати­ческого режима подкачивающие насосы оста­навливаются, и происходит отсечка потребителей от тепловой сети.

Рис. 4.56. Схемы тепловых пунктов при недостаточном напоре в подаю­щей линии (Н_п-∆Н_р

а—схема ИТП; б—схема ЦТП; в— пьезометрический график к схеме а; г — пьезометрический график к схе­ме б; обозначения напоров см. рис. 4.54

В отличие от схемы, показанной на рис. 4.56, а, в рассматриваемой схеме орга­низация автономной циркуляции теплоносителя возможна независимо от величины напора подкачивающих насосов и статического напо­ра. Принципы осуществления автономной цир­куляции аналогичны изложенным при рас­смотрении схемы «подкачка на обратной ли­нии» (см. рис. 4.55, б).

Схемы ТП при недостаточном располагае­мом напоре у потребителей [ править ]

Увеличить распо­лагаемый напор в ТП можно установкой подкачивающих насосов на обратной или пода­ющей линии. Увеличение располагаемого напора с помощью подкачивающих насосов на обрат­ной линии предпочтительнее, чем установка их на подающей. На обратной линии можно уста­навливать насосы «холодной» воды (t Схема ТП с насосами на обратной линии [ править ]

Схему ТП, показанную на рис. 4.57а, исполь­зуют для увеличения располагаемого напора для ТП любой мощности. Схема отвечает нормальным значениям напоров в обратной линии ТП как при работе сети, так и при ста­тическом режиме: Н₀> Н_мс; Р₀ Н_мс; Р_ст Схема ТП с насосами на подающей ли­нии [ править ]

б) Схема ТП с насосами на подающей ли­нии. Подкачивающие насосы на подающей линии, служащие для увеличения располагае­мого напора на ТП, следует применять лишь в том случае, если величина напора в верхних точках местных систем недостаточна для уста­новки насосов на обратной линии. Схема ТП с насосами на подающей линии показана на рис. 4.57, б. При этой схеме при расчетной температуре воды свыше 100 °С применяют горячеводные насосы.

При останове подкачивающих насосов про­пуск воды к потребителям по подающей линии обеспечивают установкой перемычки с обратным клапаном. При статическом режиме насосы останавливают.

Независимо от местоположения подкачива­ющих насосов, увеличивающих располагаемый напор у потребителей, автономную циркуляцию осуществляют при подпитке из той линии, где при работе насосов будет обеспечен залив местных систем (на рис. 4.57, а — из подающей, на рис. 4.57, б — из обратной линии).

Рис. 4.57. Схемы тепловых пунктов при недоста­точном располагаемом напоре у потребителей (Н₀ —Н_с Н_мс; б — схема ТП при установке подкачивающих насосов на подаю­щей линии Н₀ — Н_нас Схемы ТП с увеличением располагаемого напора и защитой местных систем [ править ]

Недостаток располагаемого напора у потребителей может сочетаться с необходимостью защиты их мест­ных систем от опорожнения или от недопусти­мого давления в обратной линии. В первом случае увеличения располагаемого напора до­стигают только установкой подкачивающих на­сосов на подающей линии. Для небольших ТП применяют схему, показанную на рис. 4.56, а, в которой должна быть исключена перемычка между подающей и обратной линиями, располо­женная на нагнетательной стороне подкачи­вающих насосов, и добавлен байпас насосов с задвижкой и обратным клапаном. При такой схеме при нормальной работе ТП поддержи­вается постоянным давление в обратной линии. При останове подкачивающих насосов системы отопления продолжают работать, но при сокра­щенном расходе воды. Вода к системам отопле­ния поступает по перемычке вокруг насосов. При наступлении статического режима в тепло­вой сети останавливаются подкачивающие на­сосы и закрывается регулятор подпора.

Автономную циркуляцию теплоносителя по местным системам можно организовать и в слу­чае, когда Н_ст 6-10 м. (4.1)

Для ЦТП увеличение располагаемого напо­ра и напора в обратной линии осуществляют по схеме, показанной на рис. 4.56, б, в которой должна быть установлена перемычка с обрат­ным клапаном вокруг подкачивающих насосов. При работе тепловой сети и останове подка­чивающих насосов схема выполняет те же функ­ции, что и схема а (см. рис. 4.56). При стати­ческом режиме потребители автоматически отключаются от тепловой сети и по подпиточной линии производится их подпитка. Авто­номную циркуляцию теплоносителя осущест­вляют при работе подпиточного насоса, и поэтому ее возможность не зависит от величины статического напора в тепловой сети (рис. 4.56, г).

При сочетании защиты от недопустимого давления в обратной линии и увеличения рас­полагаемого напора подкачивающие насосы на обратной линии могут одновременно выпол­нять обе функции. Поэтому схемы, показанные на рис. 4.55, а и б, обеспечивающие защиту потребителей, используют и для увеличения располагаемого напора.

Схемы ТП при независимом присоединении местных систем [ править ]

Рис. 4.58. Схема теплового пункта при независи­мом присоединении местных систем (Н_п-∆H_р

а—пьезометрический график при Н_п-∆H_р Р_доп, обозна­чения напоров см. рис. 4.54.

При напоре в подающей (или обратной) линии, недостаточном для залива местных систем, используют схему ТП, показанную на рис. 4.58, а. Давление в обратной линии разво­дящей тепловой сети поддерживается регулято­ром подпитки. При останове циркуляционных насосов существует опасность попадания не­охлажденной воды из подающей магистрали в обратную линию тепловой сети. Для предот­вращения этого на подающей линии тепловой сети должен быть установлен клапан отсечки, срабатывающий при останове насосов. Постоян­ная работоспособность клапана обеспечивается приданием ему функции регулятора постоян­ства перепада давлений (постоянства распола­гаемого напора).

При температурном графике разводящей тепловой сети 95 (105) —70°С быстрое падение температуры в ее подающей линии с 95 (105) до 70 °С считается допустимым. Однако при расчетной температуре воды в подающей линии разводящей сети 130—140 °С резкое падение температуры в этой линии, наступающее при останове циркуляции во внешней сети, недопус­тимо. Поэтому во втором случае при переходе тепловой сети к статическому состоянию необ­ходимо остановить циркуляционные насосы систем отопления.

Если независимую схему присоединения местных систем применяют в условиях недо­пустимо высокого давления в обратной линии Р₀> Р_доп, принципиальную схему автомати­зации ТП не изменяют, но подпитку разводя­щей тепловой сети и местных систем потреби­телей осуществляют без подпиточного насоса. На обратной линии разводящей тепловой сети устанавливают предохранительный клапан. Пьезометрический график теплового пункта с независимой схемой при Р₀> Р_доп показан на рис. 4.58, в.

Рис. 4.59. Схемы тепловых пунктов при снижении расчетной температуры воды у потребителей до 95—105°С

а—схема ТП при стабильном гидравлическом режи­ме тепловой сети; б—схема ТП при нестабильном гидравлическом режиме тепловой сети; в—пьезо­метрический график к схеме а; обозначения напо­ров см. рис. 4.54.

Схемы ТП при пониженном температурном графике у потребителей [ править ]

Если расчетная темпе­ратура воды в подающей линии разводящей тепловой сети принята меньшей, чем в подающей линии магистральной тепловой сети, в ТП применяют насосное подмешивание обратной воды в подающую линию (так называемую схему с насосами на перемычке). При недо­статке располагаемого напора в ИТП устанав­ливают подмешивающие насосы взамен элева­тора. Схема ИТП с регулятором смешения — защиты показана на рис. 4.59, а. Схему приме­няют при снижении температуры воды у потре­бителя до 95—105 °С.

Читайте также:  как посмотреть какую скорость поддерживает сетевая карта

Необходимый коэффициент подмешивания получают прикрытием клапана регулятора сме­шения — защиты. Схему можно применять при относительно стабильно располагаемом напоре в тепловой сети перед ИТП. Для уменьшения колебаний коэффициента подмешивания уве­личивают крутизну характеристики системы подмешивания, для чего устанавливают насосы с большим запасом напора и значительно при­крывают клапан при расчетном режиме.

Аварийный останов подмешивающих насо­сов очень опасен вследствие проникания воды с высокой температурой в системы отопления, тепловая компенсация которых рассчитана на температуру 95—105 °С. В этих условиях необ­ходимо отсечь в ИТП подающую линию систе­мы отопления от подающей линии тепловой сети. Отсечка осуществляется клапаном регу­лятора смешения — защиты, который при ис­чезновении давления в нагнетательных патруб­ках насосов перекрывает подающую линию тепловой сети.

Малый температурный перепад в системе отопления позволяет не останавливать подме­шивающие насосы при статическом режиме в тепловой сети. В этих условиях возрастает на­дежность местных систем. Для предотвращения попадания обратной воды в подающую линию тепловой сети на этой линии в ИТП устанав­ливают обратный клапан. При нестабильном гидравлическом режиме тепловой сети и для крупных ЦТП с большим числом потребителей снижение температуры воды в подающей линии до 90—105 °С целесообразно осуществлять при постоянном коэффициенте подмешивания.

Поскольку при невысокой расчетной темпе­ратуре воды у потребителей на вводах не мо­гут быть присоединены системы горячего водо­снабжения (с регуляторами температуры), со­противление разводящей тепловой сети не ме­няется в течение суток или на протяжении отопительного сезона. В этих условиях доста­точно поддерживать постоянным располагае­мый напор в ЦТП, чтобы коэффициент под­мешивания оказался неизменным, что обеспе­чивают установкой регулятора постоянства располагаемого напора (см. рис. 4.59, б). При этой схеме коэффициент подмешивания уста­навливают с помощью дроссельного органа, расположенного на нагнетательной стороне подмешивающих насосов. При статическом ре­жиме тепловой сети подмешивающие насосы могут оставаться в работе, а при их останове отсекается подающая линия тепловой сети с помощью клапана регулятора.

Если такую схему применяют при незначи­тельном снижении расчетной температуры воды у потребителей (при большом температурном перепаде у них), подмешивающие насосы нель­зя оставлять в работе при наступлении ста­тического режима. Их останов осуществляется по импульсу падения давления в подающей линии тепловой сети.

При нестабильном гидравлическом режиме как в тепловой, так и разводящей сети исполь­зуют схему, показанную на рис. 4.60. Перемен­ный гидравлический режим разводящей теп­ловой сети обычно связан с работой регуляторов температуры в системах горячего водоснабже­ния потребителей. В течение суток и на протя­жении отопительного сезона гидравлическая характеристика системы за станцией подмеши­вания меняется, что вызывает колебания расхо­да воды из тепловой сети и резкие изменения коэффициента подмешивания. Для стабилиза­ции температурного режима потребителей при­меняют регулятор постоянства коэффициента подмешивания. В схему регулирования коэф­фициента подмешивания входят клапан и два сужающих устройства, потери напора в которых при расчетном расходе воды приняты одина­ковыми. Импульсы давления на регулирующий клапан отбирают до сужающих устройств.

Регулятор постоянства коэффициента под­мешивания воспринимает разность давлений в импульсных точках и поддерживает ее равной нулю. При изменении расхода воды через какое-либо сужающее устройство меняются потери в нем и давление в соответствующей импульсной точке, вследствие чего клапан срабатывает и восстанавливается равенство давлений в им­пульсных точках, а следовательно, и равенство потерь в обоих сужающих устройствах. Оче­видно, что в этих условиях и расходы воды че­рез сужающие устройства находятся в том же соотношении, что и при настройке регулятора. Расход сетевой воды на ЦТП и одновременно расход подмешиваемой воды устанавливается дроссельным органом, располагаемым на нагне­тательной стороне подмешивающих насосов. В схеме на рис. 4.60 защиту разводящей сети и потребителей осуществляет клапан регу­лятора постоянства коэффициента подмешива­ния. Клапан срабатывает при аварийном оста­нове подмешивающих насосов, которые пре­кращают работу также и при наступлении ста­тического режима.

Рис. 4.60. Схема теплового пункта при снижении расчетной температуры воды у потребителей до 130—140 °С

Схемы ТП с подмешиванием при недо­статочном напоре в обратной линии [ править ]

Для не­больших ТП при малых колебаниях распола­гаемого напора применяют схему, показанную на рис. 4.61, а. В период статического режима подмешивающие насосы останавливают, при этом потребители оказываются отключенными от тепловой сети. Если для ТП выполняется условие (4.1), то на ТП устанавливают пере­мычку Б и задвижку на всасывающей стороне подмешивающих насосов, которые используют в этом случае для организации автономной циркуляции теплоносителя у потребителей ИТП. При нормальной работе ТП задвижка на перемычке Б закрыта, а задвижка на всасы­вающей стороне насосов открыта. В режиме автономной циркуляции обе задвижки должны менять свое положение на обратное. Пьезо­метрический график ТП при рабочем и автоном­ном режимах показан на рис. 4.61, в.

Рис. 4.61. Схема тепловых пунктов при недоста­точном напоре в обратной линии Н₀

а—схема ИТП; б—схема ЦТП; в—пьезометри­ческий график к схеме о; г—пьезометрический гра­фик к схеме б; обозначения напоров см. рис. 4.54.

Для крупных ЦТП и при нестабильном располагаемом напоре в тепловой сети уста­навливают два регулятора давления и подпиточную перемычку с подпиточным насосом и регулятором подпитки (рис. 4.61, б). В этом случае при наступлении статического режима независимо от величины статического напора подмешивающие насосы могут быть оставлены в работе (при расчетной температуре воды у потребителей 95—105 °С). Если расчетная тем­пература воды у потребителей существенно превышает эти величины, рекомендуется при статическом режиме остановить подмешиваю­щие насосы и лишь затем осуществить авто­номную циркуляцию теплоносителя у потре­бителей.

Схемы ТП с подмешиванием при недопус­тимо высоком давлении в обратной линии [ править ]

Схемы ТП с подмешиванием при недопус­тимо высоком давлении в обратной линии тре­буют установки насосов на этой линии, рабо­тающих в режиме «подмешивание-подкачка». Для регулирования сниженного давления в обратной линии на нагнетательной стороне насосов устанавливают дроссельный орган, а на перемычке — клапан, с помощью которого мо­жет быть отрегулирован необходимый коэффи­циент подмешивания. При расчетной температуре воды в подающей линии разводящей сети 95—105 °С у потребителей отсутствует нагрузка горячего водоснабжения. Поэтому гидравлический режим разводящей сети можно считать стабильным и не оказывающим влия­ния на величину коэффициента подмешива­ния.

Небольшой перепад температур в разводя­щей сети позволяет не выключать насосы при статическом режиме тепловой сети, что соот­ветствует схеме ТП, показанной на рис. 4.62, а. Первоначальную регулировку коэффициента подмешивания производят дроссельным клапа­ном, установленным на перемычке. Постоян­ство давления на всасывающей стороне насо­сов обеспечивает регулятор подпора, посто­янство располагаемого напора — совместная работа регуляторов давления на подающей и обратной линиях.

Регулятор подпора на обратной линии не­обходим главным образом при статическом режиме, когда насосы работают в качестве циркуляционных. При этом регулятор подпора, как и регулятор давления на подающей линии, принудительно закрывается, обеспечивая от­сечку ТП от тепловой сети.

Замена регулятора подпора обратным кла­паном приводит к установлению циркуляции через подпиточную перемычку, что снижает расход воды по системам отопления потре­бителей.

При останове насосов также необходима отсечка ТП вследствие повышения до недопусти­мых пределов давления у потребителей. При отсечке ТП подпитка разводящей сети и потре­бителей обеспечивается подпиточной перемыч­кой. Устанавливаемый на ней регулятор подпитки настраивается на поддержание меньшего давления, чем это имеет место при нормаль­ном режиме.

Схема ТП, показанная на рис. 4.62, б, при­менима независимо от величины расчетной температуры воды после подмешивания. Она характеризуется пониженными требованиями к регулированию и защите, и поэтому ее сле­дует применять для ИТП. Схему можно при­менять при стабильном гидравлическом режи­ме тепловой сети и отсутствии автоматически регулируемой нагрузки у потребителей. Режим автономной циркуляции устанавливают вруч­ную.

При нестабильном гидравлическом режиме тепловой сети клапан смещения — защиты за­меняют регулятором постоянства располагае­мого напора у потребителей. Клапан регулятора закрывается при останове подкачивающих на­сосов. Для установления коэффициента под­мешивания на перемычке размещают дрос­сельный орган. Для крупных ЦТП с автомати­чески регулируемой нагрузкой у потребите­лей используют схему, показанную на рис. 4.62, в.

Рис. 4.62. Схемы тепловых пунктов при недопусти­мо высоком давлении в обратной линии (Р₀>Р_доп) и снижении расчетной температуры воды у потре­бителей:

а—схема ТП при снижении расчетной температу­ры до 95—105 °С; б—схема ИТП; в—схема ЦТП; г—пьезометрический график к схеме а; д—пье­зометрический график к схеме в; обозначения на­поров см. рис. 4.54.

Рис. 4.63. Схемы тепловых пунктов при недостаточном напоре в подающей линии Н_п—∆H_р

а—схема ТП при снижении расчетной температуры до 95—105 °С; б—схема ИТП; в—схема ЦТП; г— пьезометрический график к схеме а и в; д — пьезометрический график к схеме б; обозначения см. рис. 4.54.

Схемы ТП с подмешиванием при недоста­точном напоре в подающей линии [ править ]

Для схем ТП с подмешиванием при Н_п-∆H_р Рис. 4.64. Схема теплового пункта с последователь­ным включением подогревателей горячего водоснаб­жения н независимым присоединением систем отоп­ления

Рис. 4.65. Схема теплового пункта:

(а) со смешан­ным включением подогревателей горячего водоснаб­жения при недостаточном располагаемом напоре у потребителей с пьезометрическим графиком (б) (обозначения напоров см. рис. 4.54)

Схемы ТП в закрытой системе теплоснаб­жения [ править ]

Примеры схем ТП при двух ступенях нагрева водопроводной воды и отклонениях гидравлического режима тепловой сети в точке подключения ТП от нормальных значений пока­заны на рис. 4.64 и 4.65. Схема ТП с последо­вательным включением подогревателей горя­чего водоснабжения и независимым присоеди­нением систем отопления изображена на рис. 4.64. Схема ТП отвечает условию недо­статка напора в подающей линии тепловой сети для подачи воды к верхним точкам систем отопления: Н_п — ∆Н_Р Схема ТП в открытой системе теплоснабже­ния с разбором воды только из обратной ли­нии [ править ]

Для обеспечения такой схемы отбора воды на протяжении всего отопительного сезона устанавливают предвключенный подогреватель, из которого греющая вода поступает в систему отопления (рис. 4.66). Схема с предвключенным подогревателем при непосредственном водоразборе позволяет сократить расход сете­вой воды и способствует увеличению циркуля­ции ее в отопительных системах.

Рис. 4.66. Схема теплового пункта при непосредст­венном водоразборе только из обратной линии:

Источник