Jak zbudować wykres piezometryczny sieci ciepłowniczej. Budowa wykresu piezometrycznego, obliczenia mechaniczne rurociągów - zaopatrzenie obszaru miasta w ciepło
Przy projektowaniu i eksploatacji rozgałęzionych sieci ciepłowniczych powszechnie stosuje się wykres piezometryczny, który pokazuje ukształtowanie terenu i wysokość połączonych budynków, ciśnienie w sieci w dowolnym punkcie sieci oraz systemy abonenckie. Rysunek 10 pokazuje wykres piezometryczny dwururowego systemu podgrzewania wody.
Wykres piezometryczny buduje się w następujący sposób (ryc. 10).
Ryż. 10. Wykres piezometryczny dwururowej sieci ciepłowniczej (a) oraz schematy podłączenia instalacji grzewczych do sieci ciepłowniczej (b):
I – zależna z windą; II – zależny z windą i reduktorem ciśnienia na powrocie; III – zależna od pompy mieszającej (pompa na zworkę); IV – niezależny; 1 – zawór powietrza; 2 – ekspander; 3 – Urządzenie ogrzewcze; 4-RDDS – regulator ciśnienia „w stronę”; 5 – podgrzewacz wody; 6 – pompa; 7 – winda
1. Zbuduj układ współrzędnych, w którym wzdłuż osi OX wykreślona zostanie długość głównego odcinka, a wzdłuż osi OU spadek ciśnienia (100...120 m).
2. Za początek współrzędnych przyjmuje się oś pomp sieciowych. Narysuj profil terenu wzdłuż autostrady.
3. Profil zaznaczamy na skali wysokości dołączonych budynków.
4. Narysuj linię ciśnienia statycznego 5 m nad najwyższym budynkiem (linia S–S).
5. Wstępnie przyjmuje się, że ciśnienie po stronie ssawnej pomp sieciowych wynosi 10–15 m i rysowana jest pozioma linia A–0.
6. Z t.A długości obliczonych odcinków o łącznej sumie są wykreślane wzdłuż osi odciętych, a strata ciśnienia zgodnie z danymi jest wykreślana wzdłuż osi rzędnych obliczenia hydrauliczne (ΔH).
7. Powstała linia A–B jest linią piezometryczną linii powrotnej.
8. Od punktu B w górę straty ciśnienia w windzie w instalacjach abonenckich ostatniego odbiorcy są odroczone: ΔН e=15 m, według sieci SNiP Heating; otrzymać t. B 1. Jeśli połączenie zostanie wykonane bez windy, to znaczy temperatura wody w linii zasilającej wynosi 95 ° C, wówczas należy odłożyć 4 m w górę, aby uzyskać t.B 1 4 m - jest to strata ciśnienia w lokalnym systemie grzewczym, biorąc uwzględnić wymaganą rezerwę (zwykle strata ciśnienia w lokalnej instalacji grzewczej wynosi 1–2 m słupa wody lub 10–20 kPa);
9. Zbuduj linię piezometryczną magistrali opadającej, będącą lustrzanym odbiciem linii piezometrycznej magistrali powrotnej. Uzyskaj linię A 1 – B 1.
10. Od punktu A 1 strata ciśnienia w kotłowni elektrowni cieplnej lub kotłowni jest przesunięta w górę, Uwaga= 10–20 m.
11. Na profilu terenu narysowane są gałęzie. Przyłączenie odbiorców znajdujących się na odgałęzieniach do sieci ciepłowniczych pokazano w miejscu przyłączenia do linii głównej.
12. Tak skonstruowany wykres piezometryczny pozwala w łatwy sposób ustawić ciśnienie w dowolnym miejscu rurociągu zasilającego i powrotnego.
Ciśnienie w dowolnym miejscu rurociągów sieci ciepłowniczej zależy od wielkości odcinka między tym punktem a linią ciśnieniową (na rurociągu zasilającym lub powrotnym).
Dostępne ciśnienie w każdym punkcie jest równe różnicy ciśnień w
linie do przodu i do tyłu.
Należy pamiętać, że przy bezpośrednim podłączaniu systemów lokalnych rurociąg powrotny sieci ciepłowniczej jest hydraulicznie podłączony do systemu lokalnego. Dlatego ciśnienie w przewodzie powrotnym jest całkowicie przenoszone na system lokalny i odwrotnie.
Przy początkowym konstruowaniu wykresu piezometrycznego ciśnienie po stronie ssawnej pomp sieciowych zostało przyjęte arbitralnie.
Przesunięcie wykresu piezometrycznego równolegle do siebie pozwala przyjąć dowolne ciśnienie po stronie ssawnej pomp sieciowych i odpowiednio w układach lokalnych.
Wybierając położenie wykresu piezometrycznego, należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:
1. Maksymalne ciśnienie w rurociągach zasilających ograniczone jest wytrzymałością instalacji podgrzewania wody. Maksymalne dopuszczalne ciśnienia dla kotłów gorącowodnych stalowych wynoszą 250 m, żeliwnych – 60 m, nagrzewnic – 100 m, nagrzewnic powietrza – 80 m.
2. Ciśnienie w żadnym punkcie przewodu powrotnego nie powinno być wyższe od dopuszczalnego ciśnienia roboczego w instalacjach lokalnych: 60 m.
Określając schemat podłączania odbiorców do sieci ciepłowniczych, sprawdź:
1. Linia zasilająca musi być wyższa od budynku i nie większa niż 60–100 m i nie niższa niż 10–40 m w warunkach niewrzących.
2. Linia powrotna powinna znajdować się 5–10 m wyżej od budynku i nie więcej niż 60 m.
3. Głowica statyczna była mniejsza niż 60 m.
4. Dostępna wysokość podnoszenia była większa lub równa 1,5 m do podłączenia windy.
Jeśli te warunki zostaną spełnione, odbiornik może zostać podłączony za pośrednictwem zależnego obwodu bezpośredniego do sieci ciepłowniczej za pomocą windy.
Jeśli 1 warunek nie jest spełniony, stosuje się niezależny schemat połączenia poprzez wymiennik ciepła.
Jeżeli warunek 2 nie jest spełniony:
– ciśnienie hydrodynamiczne piezometryczne na powrocie jest mniejsze niż wysokość budynku – należy zamontować reduktor ciśnienia „przed”;
– ciśnienie na powrocie jest większe niż 60 m – stosuje się niezależny schemat połączeń.
Jeżeli warunek 3 nie jest spełniony, to znaczy wysokość statyczna jest większa niż 60 m, stosuje się niezależny schemat połączeń.
Jeżeli warunek 4 nie jest spełniony, czyli dostępne ciśnienie w sieci jest mniejsze niż 15 m, aby skorzystać z windy, można zastosować zależny schemat podłączenia z pompą na zworkę.
3. Ciśnienie w rurociągu powrotnym musi zapewniać zalanie górnych urządzeń instalacji grzewczych, to znaczy przewód ciśnieniowy w rurociągu powrotnym musi być wyższy niż budynki.
4. Ciśnienie w przewodzie powrotnym, aby nie dopuścić do powstania podciśnienia, nie powinno być niższe niż 5–10 mm słupa wody.
5. Ciśnienie po stronie ssącej pompy sieciowej nie powinno być niższe niż 5 m linii wodnej.
6. Ze względu na stan wody niewrzącej w temperaturze projektowej minimalne dopuszczalne ciśnienie piezometryczne w rurociągu zasilającym sieć ciepłowniczą powinno wynosić 150 0 C - 40 m, 130 0 C -20 m, 120 0 C -10 M.
7. Rozporządzalne ciśnienie w punkcie końcowym sieci musi być równe lub większe od obliczonej straty ciśnienia, a na wejściu abonenta z obliczonym przepływem chłodziwa.
8. Ciśnienie statyczne nie powinno przekraczać 60 m słupa wody. od stanu wytrzymałościowego grzejniki żeliwne. Zmniejszenie ciśnienia statycznego w obwodach cieplnych można osiągnąć poprzez automatyczne odłączenie sieci od wysokich budynków.
9. Ciśnienia piezometryczne na wejściach abonentów, czyli w przewodzie zasilającym, muszą przekraczać wysokość instalacji abonenckich dostarczających ciepłą wodę.
Po skonstruowaniu wykresu piezometrycznego należy określić:
1. strata ciśnienia pomp sieciowych;
2. sposób przyłączania odbiorców do sieci ciepłowniczych.
Głównym zadaniem obliczeń hydraulicznych jest optymalny dobór średnic rurociągów i określenie strat ciśnienia w sieciach ciepłowniczych. Zgodnie z planem ogólnym i danymi wstępnymi, a schemat projektu sieci ciepłownicze, których zakończeniami umownie są centra osiedli (dzielnice) i węzły przemysłowe. Na etapie projektowania trasy nie można uwzględnić konieczności stosowania zaworów sekcyjnych na głównych rurociągach (co 1-3 km) i blokowania zworek między magistralami (co 1-3 km).
Na schemacie projektowym narysowanym w skali dla każdej sekcji wskazano długość, szacunkowy przepływ chłodziwa i średnicę rurociągów (ryc. 3.1).
Podano zużycie pary dostarczanej do odbiorców produkcyjnych i technologicznych P oraz szacunkowe zużycie wody sieciowej (kg/s) oblicza się według wzorów:
Do ogrzewania
Do wentylacji
Do zaopatrzenia w ciepłą wodę w STZ
Całkowity
Gdzie ,
- temperatura wody sieciowej bezpośredniej i wody za podgrzewaczem CWU w punkcie załamania wykresu temperatur,
c - ciepło właściwe wody równe 4,19 kJ/(kg °C)
k з – współczynnik uwzględniający udział średniego zużycia wody na potrzeby zaopatrzenia w ciepłą wodę użytkową przy regulacji obciążenia mieszanego w zależności od obciążenia grzewczego.
Szacunkowe zużycie wody sieciowej na cele przemysłowe. firma
Do ogrzewania i wentylacji
kg/s
Do dostarczania ciepłej wody
kg/s
Całkowity
Szacunkowe zużycie wody sieciowej w okresie nieogrzewającym
G g max – maksymalne zużycie wody na potrzeby zaopatrzenia w ciepłą wodę użytkową odbiorców komunalnych
G = 2,4 G
= 2,4 414,2 = 994,08 kg/s = 3578,7 t/h
Wygodne jest przeprowadzanie obliczeń hydraulicznych przy użyciu specjalnych tabel lub nomogramów. Udział strat ciśnienia w oporach lokalnych wynosi α M =0,25-0,35.
Wskazane jest przeprowadzenie obliczeń w formie tabelarycznej oddzielnie dla obliczonej części głównej (od źródła do najdalszego odbiorcy) i oddziałów. Specyficzne straty ciśnienia R l w sieciach podgrzewania wody określa się na podstawie obliczeń techniczno-ekonomicznych. Dopuszcza się dobór średnic rurociągów sieci ciepłowniczych w R l 80 Pa/m w linii projektowej i R l
300 Pa/m w gałęziach. W sieciach parowych prędkość pary musi być niższa od dopuszczalnych wartości: para przegrzana - 50 m/s przy Dу
200 mm i 80 m/s przy Dу > 200 mm, para nasycona odpowiednio 35 i 60 m/s.
Na podstawie wyników obliczeń hydraulicznych tworzony jest wykres piezometryczny sieci ciepłowniczej i rurociągu kondensatu. Wykres piezometryczny konstruowany jest dla okresów ogrzewania i nieogrzewania.
Maksymalne zużycie wody sieciowej w okresie nieogrzewającym
kg/s = 5187,6 t/h
Tabela 3.10. Obliczenia hydrauliczne
Zużycie wody (pary) |
Długość sekcji |
Średnica (wewnętrzna/zewnętrzna) |
Specyficzny spadek ciśnienia |
Prędkość wody (para), |
Spadek ciśnienia
|
Utrata głowy, ΔН, m.v.st.*. |
|
Linia projektowa |
|||||||
Gałęzie |
|||||||
* - 1 m.v.st.=9,81·10 3 Pa
Aby skonstruować wykres piezometryczny, przyjmiemy następujące skale: pionową Mv 1:1000 i poziomą Mg 1:10000. Z linii poziomych i długości odcinków zbudujemy profile podłużne autostrady głównej i odgałęzień.
Konstruując wykres piezometryczny, bierze się pod uwagę możliwość zastosowania racjonalnych schematów podłączania odbiorców do sieci ciepłowniczych. Ciśnienie statyczne nie powinno przekraczać dopuszczalnego zgodnie z warunkami wytrzymałościowymi wyposażenia systemów zużywających ciepło, ale powinno być o 0,05 MPa większe niż wysokość odbiorcy o najwyższej wysokości geodezyjnej. W przeciwnym razie zapewnione są niezależne schematy łączenia odbiorców i podziału sieci ciepłowniczych na niezależne strefy.
Przyjmując wcześniej ciśnienie po stronie ssawnej pomp sieciowych Нвс = 30 metrów, budujemy linię strat ciśnienia na powrocie sieci ciepłowniczej AB. Nadmiar punktu B względem punktu A będzie równy stracie ciśnienia w przewodzie powrotnym, która przyjmuje się na poziomie 15,4 metra. Następnie budujemy linię BC - linię ciśnienia dyspozycyjnego dla systemu zaopatrzenia w ciepło bloku nr 7. Przyjmuje się, że ciśnienie dyspozycyjne wynosi 35 metrów. Następnie budujemy linię strat ciśnienia magistrali zasilającej sieci ciepłowniczej CD. Nadwyżka punktu D względem punktu C jest równa stracie ciśnienia w przewodzie zasilającym i wynosi 15,4 metra.
Następnie budujemy linię DE - linię straty ciśnienia w urządzeniach grzewczych źródła ciepła, która jest równa 25 metrów. Położenie linii ciśnienia statycznego S-S wybiera się pod kątem zapobiegania „ekspozycja”, „zmiażdżenie” i wrzenie chłodziwa. Następnie przystępujemy do konstruowania wykresu piezometrycznego dla nie sezon grzewczy.
Straty ciśnienia w rurociągach zasilających i powrotnych przy całkowitym przepływie wody sieciowej , różne od obliczonych, przelicza się proporcjonalnie do kwadratu przepływu wody w sieci, tj.
Zakładamy, że straty ciśnienia w urządzeniach źródła ciepła, a także ciśnienie dyspozycyjne dla sieci ciepłowniczej są takie same jak dla okresu grzewczego. Wykorzystując wcześniej zastosowaną metodologię skonstruujemy wykres piezometryczny dla okresu nienagrzewania (A B’C’D’E’). Po skonstruowaniu wykresów piezometrycznych należy upewnić się, że położenie ich linii spełnia wymagania dotyczące rozwoju modów hydraulicznych.
Zgodnie z wykresem piezometrycznym dobierane są wymagane ciśnienia sieci i pomp uzupełniających. Przyjmuje się, że ciśnienie pomp sieciowych jest równe sumie strat ciśnienia w zakładzie obróbki cieplnej źródła, w rurociągach zasilających i powrotnych projektowanego układu głównego i odbierającego ciepło. Wydajność pomp sieciowych dobiera się na podstawie całkowitego szacowanego przepływu wody w STP. Ciśnienie pomp uzupełniających dobierane jest w zależności od ciśnienia statycznego instalacji, a wydajność - w zależności od wielkości maksymalnego poboru wody oraz nieszczelności w STZ (0,75% objętości wody w instalacji, co odpowiada 65 m 3 / MW).
Dla zamkniętego układu grzewczego dobierzemy pompy sieciowe i uzupełniające.
Wymagane ciśnienie pompy sieciowej H сн = 76 m
Wymagane zasilanie pompy sieciowej G cn dla układu zamkniętego, t/h.
G sn= 2205 kg/s = 7938 t/h
Zgodnie ze zgłoszeniem przyjmujemy do montażu trzy pompy robocze typu D4000-95 (jedna rezerwowa), zapewniające łączną wydajność 12 000 t/h.
Aby dobrać pompę uzupełniającą, określamy jej ciśnienie H st, wysokość podnoszenia pomp uzupełniających w STZ dobiera się na podstawie ciśnienia statycznego układu H st = 45 m
Określmy przepływ pompy
G pn = G ut + G hmax
Ilość wycieku przy objętości właściwej 65 m3 na 1 MW mocy cieplnej systemu będzie wynosić:
G ut = 0,0075 V syst = 0,0075 65 Q = 0,0075 65 713 = 347,6 t/h
Wymagany przepływ pompy ładującej G pn będzie
G pn = G ut + G hmax = 347,6 + 3578,7= 3926,3 t/h
Zgodnie z wnioskiem dopuszczamy do montażu w układzie równoległym dwie pompy robocze i jedną rezerwową D2500-45, zapewniające wymagane parametry przy sprawności 85%.
Proponowane do montażu w elektrowniach cieplnych turbiny typu T i PT wykorzystują podgrzewacze typu PST o projektowym ciśnieniu wody 0,88 MPa.
Podsumowując, należy dobrać liczbę i objętość centralnych zbiorników magazynujących (BA) w STZ. W STZ o mocy cieplnej 100 MW i większej planuje się montaż zbiorników (co najmniej dwóch) na dostawę chemicznie oczyszczonej i odpowietrzonej wody uzupełniającej, których pojemność powinna wynosić 3% objętości wody w STZ, tj. m3. Zazwyczaj elektrownie cieplne posiadają zbiorniki o pojemności 1; 5 i 10 tys. m3. Oznacza to, że instalujemy dwa zbiorniki magazynujące chemicznie oczyszczoną i odpowietrzoną wodę uzupełniającą o pojemności 1000 m3.
Wykres piezometryczny opracowano dla dwóch trybów. Po pierwsze, w trybie statycznym, gdy w instalacji grzewczej nie ma cyrkulacji wody. Przyjmuje się, że układ napełnia się wodą o temperaturze 100°C, eliminując w ten sposób konieczność utrzymywania nadciśnienia w rurkach cieplnych, aby uniknąć wrzenia chłodziwa. Po drugie, w trybie hydrodynamicznym - w obecności cyrkulacji płynu chłodzącego w układzie.
Opracowywanie harmonogramu rozpoczyna się od trybu statycznego. Początkowo szukają możliwości takiego ułożenia na wykresie linii całkowitego ciśnienia statycznego, aby wszyscy abonenci mogli zostać przyłączeni do sieci ciepłowniczej zgodnie z obwód zależny. W tym celu ciśnienie statyczne nie powinno przekraczać wartości dopuszczalnej wynikającej z wytrzymałości instalacji abonenckich oraz zapewniać napełnienie instalacji lokalnych wodą.Występowanie wspólnej strefy statycznej dla całego systemu ciepłowniczego ułatwia jego obsługę i zwiększa jego niezawodność.Ujednolicony poziom ciśnienia statycznego można ustalić tylko przy spokojnej topografii obszaru zaopatrzenia w ciepło.W przypadku znacznej różnicy w wysokościach geodezyjnych terenu, ustalenie wspólnego
strefa statyczna jest niemożliwa z następujących powodów. Najniższe położenie poziomu ciśnienia statycznego wyznacza się na podstawie warunków napełnienia instalacji lokalnych wodą i zapewnienia, że w najwyższych punktach instalacji najwyższych budynków, znajdujących się w obszarze najwyższych znaków geodezyjnych, wystąpi nadciśnienie co najmniej 0,05 MPa. Ciśnienie to okazuje się niedopuszczalnie wysokie w przypadku budynków zlokalizowanych w tej części obszaru, która ma najniższe rzędne geodezyjne. W takich warunkach konieczne staje się podzielenie systemu zaopatrzenia w ciepło na dwie strefy statyczne. Jedna strefa obejmuje część obszaru zaopatrzenia w ciepło o niskich rzędnych geodezyjnych, druga o wysokich.
Na ryc. 8 9 pokazuje wykres piezometryczny i Schemat obwodu systemy zaopatrzenia w ciepło dla obszaru o znacznej różnicy poziomów geodezyjnych terenu (40 m). Część terenu sąsiadującego ze źródłem ciepła posiada zerowe oznaczenia geodezyjne, w części peryferyjnej obszaru oznaczenia wynoszą 40 m. Wysokość budynków wynosi 30 i 45 m. Aby móc wypełnić systemy grzewcze budynków III i IV, znajdujące się na znaku 40 m, z wodą i tworząc w najwyższych punktach systemy nadciśnienia o wartości 5 m, poziom całkowitego ciśnienia statycznego powinien znajdować się na poziomie około 75 m (linia S2-S2). W tym przypadku wysokość podnoszenia statycznego będzie wynosić 35 m. Niedopuszczalna jest jednak wysokość podnoszenia wynosząca 75 m dla budynków I i II, położonych na poziomie zerowym, dla których dopuszczalne jest najwyższe położenie poziomu pełnego ciśnienia statycznego
Latory RDDS (10) i RD2 (9), DN 0 pH, - ciśnienie uruchamiane na zaworze regulacyjnym RDDS
W trybie hydrodynamicznym, I-IV - abonenci, / - zbiornik wody uzupełniającej, 2, 3 - pompa uzupełniająca i regulator uzupełniania dolnej strefy, 4 - pompa przed, 5 - podgrzewacze parowo-wodne ciepłownicze, 6 - pompa sieciowa, 7 - szczytowe podgrzewanie wody, 8, 9 - pompa uzupełniająca i regulator uzupełniania górnej strefy, 10 - regulator ciśnienia „przed” RDDS 11 - zawór zwrotny ciśnienia odpowiada znakowi 60 m. Zatem pod rozważanych warunkach niemożliwe jest ustalenie wspólnej strefy statycznej dla całego systemu zaopatrzenia w ciepło.
Możliwym rozwiązaniem jest podzielenie systemu zaopatrzenia w ciepło na dwie strefy o różnym poziomie spadków całkowitych – dolną o poziomie 50 m (linia 5] -Si) i górną o poziomie 75 m (linia S2 -S2). Dzięki temu rozwiązaniu wszyscy odbiorcy mogą być podłączeni do systemu zaopatrzenia w ciepło zgodnie z zależnym schematem, ponieważ ciśnienia statyczne w dolnej i górnej strefie mieszczą się w dopuszczalnych granicach. .
Aby po zatrzymaniu cyrkulacji wody w systemie poziomy ciśnienia statycznego zostały ustalone zgodnie z przyjętymi dwoma poziomami, w miejscu ich połączenia umieszcza się urządzenie oddzielające (patrz ryc. 8.9, b). To urządzenie chroni sieć ciepłownicza z wysokie ciśnienie krwi po zatrzymaniu pomp obiegowych automatycznie dzieli go na dwie niezależne hydraulicznie strefy: górną i dolną.
Kiedy pompy obiegowe są wyłączone, spadek ciśnienia na rurociągu powrotnym górnej strefy jest zapobiegany przez regulator ciśnienia „przed” RDDS 10, który utrzymuje stałą wartość zadaną ciśnienia Yardds w miejscu, w którym impuls jest pobierany. Kiedy ciśnienie spada, zamyka się. Spadkowi ciśnienia w przewodzie zasilającym zapobiega a zawór zwrotny 11, który również jest zamknięty. W ten sposób RDDS i zawór zwrotny dzielą sieć ciepłowniczą na dwie strefy. Do zasilania górnej strefy zainstalowana jest pompa uzupełniająca 8, która pobiera wodę ze strefy dolnej i dostarcza ją do góry oraz regulator uzupełniania 9. Ciśnienie wytwarzane przez pompę jest równe różnicy między głowice hydrostatyczne strefy górnej i dolnej Strefa dolna zasilana jest przez pompę uzupełniającą 2 i regulator uzupełniania 3.
Regulator RDDS jest ustawiony na ciśnienie w jardach (patrz ryc. 8.9, a). Regulator uzupełniania RD2 jest ustawiony na to samo ciśnienie.
W trybie hydrodynamicznym regulator RDDS utrzymuje ciśnienie na stałym poziomie. Na początku sieci pompa zasilająca z regulatorem utrzymuje ciśnienie Hoi. Różnica w tych ciśnieniach jest przeznaczona do pokonania opór hydrauliczny w rurociągu powrotnym pomiędzy urządzeniem oddzielającym a pompą obiegową źródła ciepła, pozostała część ciśnienia jest uwalniana w węźle dławiącym na zaworze RDDS. Na ryc. 8.9, a ta część ciśnienia jest pokazana jako wartość AYardds. Podstacja dławiąca pracująca w trybie hydrodynamicznym umożliwia utrzymanie ciśnienia na powrocie strefy górnej nie niższego niż akceptowalny poziom ciśnienia statycznego S2 - S2.
Linie piezometryczne odpowiadające reżimowi hydrodynamicznemu pokazano na ryc. 8.9, A. Najwyższe ciśnienie w rurociągu powrotnym u odbiorcy IV wynosi 90-40 = 50 m, co jest dopuszczalne. Ciśnienie w przewodzie powrotnym dolnej strefy również mieści się w dopuszczalnych granicach.
W rurociągu zasilającym maksymalne ciśnienie za źródłem ciepła wynosi 160 m i nie przekracza wartości dopuszczalnej na podstawie warunków wytrzymałościowych* rur. Minimalne ciśnienie piezometryczne w rurociągu zasilającym wynosi 110 m, co gwarantuje, że chłodziwo o wysokiej temperaturze nie wykipi, ponieważ przy temperaturze projektowej 150°C minimalne dopuszczalne ciśnienie wynosi 40 m.
Zatem wykres piezometryczny opracowany dla trybów statycznego i hydrodynamicznego zapewnia możliwość podłączenia wszystkich abonentów zgodnie z zależnym obwodem.
Inne możliwe rozwiązanie trybu hydrostatycznego układu grzewczego pokazane na rys. 8.9 to połączenie wielu abonentów według niezależnego schematu. Mogą tu być dwie opcje. Pierwszą opcją jest instalacja poziom ogólny ciśnienie statyczne na
znaku 50 m (linia Si – Si), a budynki położone na górnych znakach geodezyjnych połączone są według niezależnego schematu. W takim przypadku ciśnienie statyczne w wodno-wodnych podgrzewaczach budynków w górnej strefie po stronie chłodziwa grzewczego wyniesie 50-40 = 10 m, a po stronie podgrzewanego chłodziwa będzie określone przez wysokość budynki. Drugą opcją jest ustawienie ogólnego poziomu ciśnienia statycznego na 75 m (linia S2 - Ss) z połączeniem budynków górnej strefy według schematu zależnego, a budynków dolnej strefy - według niezależnego schematu . W takim przypadku ciśnienie statyczne w podgrzewaczach wodno-wodnych po stronie chłodziwa grzewczego będzie równe 75 m, tj. mniej niż wartość dopuszczalna (100 m).
Gdy teren jest spokojny, ale sieci ciepłownicze są długie, istnieje potrzeba zainstalowania stacji wspomagających pompę na liniach zasilających i powrotnych. Wynika to z faktu, że dopuszczalne straty ciśnienia w rurociągach zasilających i powrotnych są niewystarczające, aby zapewnić optymalne spadki hydrauliczne, a ich zwiększenie poprzez zainstalowanie pomp obiegowych wytwarzających wysokie ciśnienia jest niemożliwe ze względu na wytrzymałość rurociągów i. Podczas instalowania stacji wspomagających na trasie sieci ciepłowniczej wzrasta ciśnienie całkowite pomp, zapewniając obieg wody w systemie, zwiększają się spadki hydrauliczne, przy czym położenie górnej i dolnej granicy ciśnień w rurociągach zasilającym i powrotnym pozostaje niezmienione . Instalacja podstacji wspomagających pozwala również na zwiększenie wydajność istniejący system zaopatrzenia w ciepło.
|
Na ryc. Rysunek 8.10 powyżej przedstawia wykres piezometryczny dalekosiężnej sieci ciepłowniczej, a poniżej lokalizację źródła ciepła, rurociągów i przepompowni. Jeśli utrzymując obciążenie sieci ciepłowniczej i nachylenia linii piezometrycznych ograniczymy się jedynie do zainstalowania na stacji pomp obiegowych, to muszą one wytworzyć ciśnienie 140 + 40 + 40 = 220 m. Maksymalne ciśnienie piezometryczne na początku sieci będzie wynosić 210 m, co jest niedopuszczalne ze względu na wytrzymałość rurociągów. Taki wykres piezometryczny pokazano na ryc. Linia przerywana 8.10. Ciśnienie na linii powrotnej na końcu linii głównej wynosi 100 m, co nie pozwala na podłączenie odbiorców według obwodu zależnego. Ta presja jest granicą niezależności
Ryż. 8.10. Wykres piezometryczny. dalekosiężna sieć ciepłownicza
1 - źródło ciepła;
2 - umiejscowienie pomp wspomagających na rurociągach zasilających i powrotnych; 3 - abonent końcowy; S - S - linia całkowitego ciśnienia statycznego; #„, N N,
N p. i n. P
Ciśnienia wytwarzane przez pompy: sieć, uzupełnianie, wzmacniacz na zasilaniu, wzmacniacz na powrocie;
I3 - wysokość budynków
połączenie. Podczas instalowania przepompowni ciśnienie pompy obiegowej* źródła ciepła zmniejsza się do 140 m, a maksymalne ciśnienie na początku sieci do 130 m, tj. do poziomu dopuszczalnego. W tym przypadku spadek ciśnienia w rurociągu zasilającym pomiędzy źródłem ciepła a pompownią nie powoduje niedopuszczalnego spadku ciśnienia na końcu sieci. Pompy wspomagające podnoszą ciśnienie w tej strefie z 80 do 120 m. W wyniku tej decyzji ciśnienie w rurociągu zasilającym waha się od 80 do 130 m.
Węzeł na powrocie zmniejsza ciśnienie na końcu sieci pomiędzy podstacją a abonentem 3. W tej strefie ciśnienie na powrocie nie przekracza dopuszczalnej wartości 60 m.
Tym samym, w wyniku zabudowy pompowni wspomagających na dalekosiężnej sieci ciepłowniczej, możliwe jest utrzymanie lokalizacji linii piezometrycznych zarówno na rurociągu zasilającym, jak i powrotnym w dopuszczalnych granicach, przy zachowaniu ekonomicznie uzasadnionego spadku ciśnienia właściwego.
Jeżeli teren obniża się od źródła ciepła, ciśnienie w rurociągu powrotnym strefy peryferyjnej obszaru znacznie wzrasta i może przekroczyć dopuszczalne wartości graniczne. Aby zmniejszyć ciśnienie w tej części przewodu powrotnego, instaluje się na nim podstację pomp wspomagających. Taki przypadek pokazano na ryc. 8.11. Jeśli nie zainstalujesz podstacji pompowej na linii powrotnej, ciśnienie u użytkownika końcowego 3 będzie równe 60 + 30 = 90 m, co nie pozwoli na zależne połączenie. Piezometryczne przewody rurowe zasilania i powrotu systemu b. Bez przepompowni o ciśnieniu wytwarzanym przez pompę obiegową 130 + 30 = 160 m pokazano na ryc. Linia przerywana 8.11. Maksymalne ciśnienie w linii zasilającej wynosi 140 + 30 = 170 m, tj. przekracza dopuszczalne (160 m). W wyniku zainstalowania pomp wspomagających na ciepłociągu powrotnym linia piezometryczna ciepłociągu zasilającego spada w jednakowej odległości o 30 m, a ciśnienie w ciepłociągu powrotnym pomiędzy węzłem pompowym a odbiorcą końcowym znajduje się w strefie
Ryż. 8 12. Wykres piezometryczny sieci ciepłowniczej ze znacznie zmniejszonym terenem od źródła ciepła i podziałem systemu na dwie strefy statyczne l - wykres piezometryczny, b - schemat ideowy systemu zaopatrzenia w ciepło; /-IV - abonenci; Si – Si – linia całkowitego ciśnienia statycznego w strefie górnej; S2 - Sj - linia całkowitego ciśnienia statycznego w strefie dolnej; 1 - maszyna do cięcia; 2 - pompa wspomagająca; 3 - Dolny regulator zasilania strefy |
Podziel system na dwie strefy statyczne: górną w pobliżu źródła i dolną na obwodzie. Taki przypadek pokazano na ryc. 8.12. Aby obniżyć ciśnienie w rurociągu powrotnym, na końcu rurociągu w punkcie M zainstalowano podstację pomp wspomagających. Pompy osiągają wysokość podnoszenia 40 m. Dzięki temu możliwe jest zmniejszenie wysokości podnoszenia wytwarzanej przez pompy sieciowe do 85 m i tym samym zmniejszenie ciśnienia w przewodzie zasilającym.
Sieć ciepłownicza podzielona jest na dwie strefy statyczne: górną w pobliżu źródła ciepła o wysokości podnoszenia piezometrycznego 50 m i dolną w obwodowej części sieci o wysokości podnoszenia piezometrycznego 50 m. Podział sieci w przypadku pracy pomp zatrzymują się w dwóch strefach statycznych, na linii zasilającej zainstalowana jest maszyna tnąca 1, a na linii powrotnej znajduje się zawór zwrotny. Po zatrzymaniu pomp ciśnienie w rurociągach zaczyna się wyrównywać, a ciśnienie w rurociągu powrotnym wzrasta w obszarze od pompowni do punktu końcowego IV. Wzrost ciśnienia przekazywany jest rurką impulsową do regulatora sterującego zaworem tnącym, zawór zamyka się i hydraulicznie rozdziela przewód zasilający na dwie strefy. Przepływowi wody ze strefy górnej do strefy dolnej zapobiega zawór zwrotny zamontowany na linii powrotnej. W rezultacie w trybie statycznym sieć zostanie podzielona na dwie strefy o poziomach Si – Si i S2 – 52.
Utrzymanie poziomu statycznego górnej strefy zapewnia urządzenie zasilające źródło ciepła. Utrzymanie poziomu statycznego dolnej strefy zapewnia dwupulsowa przepustnica 3. Impulsem głównym jest ciśnienie w linii powrotnej, rozstrzygającym jest ciśnienie w linii zasilającej dolnej strefy.
Do analizy pracy sieci ciepłowniczych, doboru urządzeń sieciowych oraz schematów przyłączenia abonentów do sieci ciepłowniczych konieczne jest opracowanie trybów hydraulicznych sieci ciepłowniczych (wykresy piezometryczne). Pokazują zmiany ciśnienia na długości rurociągów oraz w elementach sieci ciepłowniczych. Należy opracować tryby hydrauliczne dla okresów grzewczych i nieogrzewających, a także dla trybów awaryjnych.
Wykres piezometryczny tworzony jest dla dwóch trybów pracy: statycznego, gdy pompa sieciowa nie pracuje, oraz dynamicznego, gdy pompa sieciowa pracuje. W trybie statycznym nie ma cyrkulacji wody, a jej ciśnienie jest takie samo we wszystkich punktach rurociągów. Wielkość tego ciśnienia musi być wystarczająca do napełnienia lokalnych instalacji grzewczych, wentylacyjnych i zaopatrzenia w ciepłą wodę w przypadku zatrzymania pompy sieciowej. W praktyce ciśnienie statyczne utrzymywane jest poprzez pracę pompy uzupełniającej podłączonej do rury ssawnej pompy sieciowej. W związku z tym ciśnienie wytwarzane przez pompę zasilającą musi być równe ciśnieniu przed pompą główną.
Przy obliczaniu wykresu piezometrycznego muszą być spełnione następujące warunki:
1. Ciśnienie statyczne w instalacjach zaopatrzenia w ciepło z wodą jako czynnikiem chłodzącym nie powinno przekraczać ciśnienia dopuszczalnego w urządzeniach źródła ciepła, w rurociągach sieci ciepłowniczych, w wyposażeniu punktów ciepłowniczych oraz w instalacjach grzewczych, wentylacyjnych i ciepłej wody systemy zasilania odbiorców bezpośrednio podłączonych do sieci ciepłowniczych.
2. Ciśnienie statyczne musi zapewniać napełnienie wodą instalacji grzewczych, wentylacyjnych i ciepłej wody użytkowej odbiorców bezpośrednio podłączonych do sieci ciepłowniczych w przypadku zatrzymania pompy sieciowej.
3. Ciśnienie wody w rurociągach zasilających sieci podgrzewania wody podczas pracy pomp sieciowych należy przyjmować w oparciu o warunki wody niewrzącej o maksymalnej temperaturze w dowolnym miejscu rurociągu zasilającego, w wyposażeniu źródła ciepła i w urządzeniach systemów konsumenckich podłączonych bezpośrednio do sieci ciepłowniczych.
4. Ciśnienie wody w rurociągach powrotnych sieci ciepłowniczych podczas pracy pomp sieciowych musi być nadmierne (co najmniej 0,05 MPa), nie przekraczać ciśnienia dopuszczalnego w instalacjach odbiorczych i zapewniać napełnienie instalacji lokalnych (przekraczać ciśnienie wytwarzane przez wodę kolumna w systemach grzewczych budynków wielopiętrowych).
5. Ciśnienie i temperatura wody w rurach ssawnych pomp sieciowych, uzupełniających, wspomagających i mieszających nie może przekraczać dopuszczalnych przez warunki wytrzymałościowe konstrukcji pomp.
6. Spadek ciśnienia na wejściu dwururowych sieci ciepłowniczych do budynków przy ustalaniu ciśnienia pomp sieciowych (do podłączenia windy do systemów grzewczych) należy przyjmować równy obliczonej stracie ciśnienia na wejściu i w systemie lokalnym z współczynnik 1,5, ale nie mniej niż 0,15 MPa.
Wykres piezometryczny pokazuje, że:
1. Aby uniknąć kowitacji, ciśnienie w rurze ssącej pompy sieciowej jest wyższe niż 5 m.
N. wszystko. = 10 m > 5 m
2. Linia ciśnieniowa na powrocie zlokalizowana jest nad wszystkimi budynkami, co zapewnia napełnienie wodą wszystkich abonenckich instalacji grzewczych. Warunek jest spełniony.
3.Ciśnienie w przewodzie powrotnym nie przekracza dopuszczalnej siły
N. dodać. = 60 m;
Nr przyr. = 45,8 m;
Nr przyr.< Н доп.
Warunek jest spełniony.
4. Ciśnienie w przewodzie zasilającym N G nie przekracza dopuszczalnego ciśnienia dla wytrzymałości rur.
N. dodać. tr. = 100 m;
N pod tr. . = 66,7 m;
N pod tr. .< Н доп. тр.
Warunek jest spełniony.
5. Ciśnienie w przewodzie powrotnym w trybie statycznym i dynamicznym nie przekracza wartości dopuszczalnego ciśnienia w elementach systemów zużycia ciepła:
Nr przyr. = 45,8 m;
N. dodać. = 60 m;
Nr przyr.< Н доп.
Warunek jest spełniony.
6.Ciśnienie w przewodzie zasilającym przekracza ciśnienie nasycenia, tj. spełniony jest warunek niewrzenia dla danej temperatury płynu chłodzącego wynoszącej 150°C.
Wybór pompy
Aby wybrać dowolną pompę, należy znać jej wydajność (przepływ) i wytwarzane ciśnienie (ciśnienie). Należy wziąć pod uwagę, że wymagane tryby pracy (wydajność i ciśnienie) muszą mieścić się w zakresie roboczym jego charakterystyk. Na podstawie wymaganego przepływu i ciśnienia na sumarycznym wykresie polowym najpierw wybierana jest pompa o wymaganej wielkości, a następnie za pomocą charakterystyk graficznych wyjaśniana jest prawidłowość wyboru i określane są wszystkie pozostałe wskaźniki (sprawność, moc na silniku elektrycznym wał, prędkość, średnica wirnika).
Wydajność pompy sieciowej jest równa całkowitemu przepływowi chłodziwa w sieci grzewczej do ogrzewania, wentylacji i dostarczania ciepłej wody.
Ciśnienie pompy sieciowej MPa jest wykorzystywane do pokonania oporu systemu grzewczego
gdzie jest strata ciśnienia w urządzeniach sieciowych kotłowni, MPa;
Strata ciśnienia w przewodzie zasilającym, MPa;
Strata ciśnienia w przewodzie powrotnym, MPa;
Strata ciśnienia na abonencie, MPa.
Stratę ciśnienia określa się za pomocą wykresu piezometrycznego.
W systemy dwururowe zaopatrzenie w ciepło, w przypadku całorocznego obciążenia zaopatrzenia w ciepłą wodę, zaleca się zainstalowanie co najmniej dwóch pomp sieciowych o różnych charakterystykach: jednej do pracy w zimny okres o maksymalnej wydajności, drugi służy do pompowania wody w systemie zaopatrzenia w ciepłą wodę w ciepłym sezonie. Wydajność drugiej pompy:
.
Ponadto instalacja pompy rezerwowej jest obowiązkowa.
Aby zrekompensować wycieki wody i utrzymać wymagany poziom ciśnienia piezometrycznego, zarówno w trybie statycznym, jak i dynamicznym, konieczne jest zainstalowanie pompy uzupełniającej.
Przyjmuje się, że powstające w nim ciśnienie jest równe ciśnieniu w rurze ssawnej pompy sieciowej i jest określone przez położenie przewodu piezometrycznego na przewodzie powrotnym. Natężenie przepływu pompy uzupełniającej, m 3 /h, w zależności od rodzaju systemu zaopatrzenia w ciepło, określa się za pomocą wzorów:
Do zasilania zamkniętej sieci ciepłowniczej
;
Do zasilania otwartej sieci ciepłowniczej
,
gdzie V to objętość wody w systemie grzewczym, m3;
Maksymalne zużycie wody do zaopatrzenia w ciepłą wodę, m 3 /h.
Objętość wody w systemie grzewczym można określić na podstawie rzeczywistych wymiarów rur (długość i średnica) lub za pomocą specjalnych wskaźników określających objętość wody na jednostkę mocy cieplnej. Objętość wody określa się dla wszystkich elementów systemu zaopatrzenia w ciepło: kotłowni, rurociągów zewnętrznych, lokalnych systemów abonenckich. Konkretne objętości wody, m 3 / MW, można przyjąć jako równe:
Do kotłowni ;
Do rurociągów zewnętrznych ;
Do systemów grzewczych;
Do systemów wentylacyjnych;
Do systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę;
,
,
,
;
Biorąc pod uwagę powyższe, objętość wody można określić ze wzoru
gdzie jest całkowitym szacunkowym zużyciem ciepła w systemie zaopatrzenia w ciepło, MW;
, , – Szacowany koszt ciepło na potrzeby ogrzewania, wentylacji i zaopatrzenia w ciepłą wodę, MW.
Przyjmuje się, że minimalna liczba pracujących pomp uzupełniających wynosi: w systemy zamknięte– jeden, na otwartej przestrzeni – dwa. W obu przypadkach zapewniona jest jedna pompa rezerwowa o tej samej wydajności.
W instalacjach zaopatrzenia w ciepło jako sieciowe pompy obiegowe i uzupełniające można zastosować następujące typy pomp:
1. SE – typ spiralny poziomy z wirnikami dwustrumieniowymi, jednostopniowymi. Pompy typu SE stosowane są jako pompy sieciowe w dużych instalacjach ciepłowniczych i instalowane są na rurociągach zasilających sieci ciepłownicze do pompowania wody przegrzanej o temperaturze do 180°C i ciśnieniu roboczym na wlocie pompy od 0,4 do 2,5 MPa.
2. D – poziomy, jednostopniowy z półspiralnym dopływem cieczy do wirnika. Przeznaczony do wody o temperaturze nie wyższej niż 85°C i maksymalnym górnym słupie wody wynoszącym 20 m słupa wody.
3.K – Pompy odśrodkowe typ konsoli.
Charakterystykę pomp do sieci ciepłowniczych podano w literaturze przedmiotu.
Obliczenia pompy sieciowej:
Objętość pompowanej wody dla warunków zimowych:
Objętość pompowanej wody dla warunków letnich:
, (t/godz.);
Wybieramy dwie pompy sieciowe:
Dla okres zimowy dwie pompy marki D630-90 o parametrach: średnica wirnika – 450, przepływ nominalny – 630 m³/godz., pełne ciśnienie– 63 m, sprawność – 75%, moc na wale pompy – 365 kW.
Dla okres letni D200-95 o parametrach: średnica wirnika – 240, przepływ nominalny – 200 m³/h, wysokość podnoszenia – 64 m, sprawność – 85%, moc na wale pompy – 70 kW.
Dostępna jest również jedna pompa rezerwowa marki D630-90 i jedna pompa rezerwowa marki D200-95.
Obliczenia pompy zasilającej:
, (MPa);
Objętość pompowanej wody:
, (m³), , (m³),
, (m³), , (m³);
, (t/h);
Wybieramy pompę zasilającą K20/30 o następujących parametrach: średnica wirnika – 162, przepływ nominalny – 20 m³/h, wysokość podnoszenia – 30 m, sprawność – 64%, moc na wale pompy – 2,7 kW.
W zestawie znajduje się pompa zapasowa tej samej marki.
Wygodnie jest przedstawić rozkład ciśnienia w sieciach ciepłowniczych w formie wykresu piezometrycznego, który daje wizualną reprezentację ciśnienia lub ciśnienia w dowolnym punkcie sieci ciepłowniczej, a tym samym daje większe możliwości uwzględnienia wielu czynników (terenu, wysokość budynków, cechy systemów abonenckich) przy wyborze optymalnego trybu hydraulicznego.
Wykresy piezometryczne opracowywane są dla zimowych i letnich warunków projektowych. Projekt systemy otwarte zaopatrzenie w ciepło wiąże się z koniecznością konstruowania wykresów piezometrycznych sezon grzewczy z uwzględnieniem maksymalnych poborów wody z dostaw i oddzielnie rurociągi powrotne. Nazywa się ciśnienie wyrażone w jednostkach liniowych głowica ciśnieniowa lub głowica piezometryczna. W systemach zaopatrzenia w ciepło wykresy piezometryczne charakteryzują ciśnienia odpowiadające nadciśnieniu i można je mierzyć za pomocą konwencjonalnych manometrów z późniejszym przeliczeniem wyników pomiarów na metry.
Ryż. 5.3. Wykres piezometryczny dwururowej sieci ciepłowniczej z zależnymi schematami połączeń dla instalacji grzewczych: 1 – pompa sieciowa; 2 – zworka pompy sieciowej;
3 – stacyjny podgrzewacz wody; 4 – zbiornik wyrównawczy
Rozważmy wykres piezometryczny uproszczonego systemu zaopatrzenia w ciepło (ryc. 5.3). Cyrkulacja wody w sieci zamkniętej odbywa się za pomocą pompy 1. Zbiornik wyrównawczy 4, w którym utrzymywany jest stały poziom wody, jest podłączony do linii obejściowej pompa obiegowa 2. W rzeczywistych warunkach zamiast zbiornika wyrównawczego zwykle instalowana jest pompa uzupełniająca. Jeśli pompa sieciowa nie działa, ciśnienie we wszystkich punktach systemu grzewczego zależy od poziomu wody w zbiornik wyrównawczy. W tym stanie statycznym systemu zaopatrzenia w ciepło wykres piezometryczny przedstawia poziomą linię s – s narysowaną na poziomie powierzchni wody w naczyniu wzbiorczym. Ciśnienie w dowolnym punkcie sieci wyznacza wartość odcinka pionowego pomiędzy tym punktem a linią s – s.
W trybie dynamicznym, po uruchomieniu pompy sieciowej, wykres piezometryczny będzie reprezentowany przez linię K 1 A 1 B 1 C 1 C 2 B 2 K 2 dla sieci ciepłowniczej i linię K 1 NK 2 dla zworki . Jeśli za płaszczyznę raportowania ciśnienia przyjmiemy poziom O - O, wówczas odcinek H c będzie charakteryzował ciśnienie statyczne w sieci ciepłowniczej.
Gdy pracuje pompa sieciowa, odcinek H p charakteryzuje ciśnienie w rurze tłocznej pompy, a odcinek H sun charakteryzuje ciśnienie na rurze ssawnej pompy. Różnica N sn = N p – N sun odpowiada ciśnieniu wytwarzanemu przez pompę sieciową, które jest wydawane na pokonanie oporu hydraulicznego podczas ruchu chłodziwa. Odcinki DN t, DN p DN o stanowią odpowiednio straty ciśnienia w instalacji grzewczej 3, na zasilaniu i powrocie sieci; DN 1, DN 2 – dostępne ciśnienia dla systemów abonenckich I i II.
W instalacjach grzewczych podłączonych do sieci ciepłowniczej według schematu zależnego z mieszaniem elewacyjnym, dostępne ciśnienia (DN 1, DN 2) wydawane są głównie w windach strumieniowych. Strata ciśnienia w systemy grzewcze nie przekraczać 1 – 2 m. Pomijając tę wartość, można założyć, że podczas pracy pomp sieciowych na instalacje grzewcze, a zwłaszcza na ich najmniej trwałe elementy – grzejniki – działa ciśnienie z przewodu powrotnego. Segmenty Нр,1 i Нр,2 charakteryzują ciśnienia w grzejnikach dolnych pięter podczas trybu dynamicznego systemu zaopatrzenia w ciepło; N c,1, N c,2 – to samo przy wyłączeniu pomp sieciowych.
Należy pamiętać, że zatrzymanie pompy sieciowej ma różny wpływ na zmiany ciśnienia w różnych instalacjach abonenckich. Jeżeli abonent I wyłączenie pompy powoduje zmniejszenie ciśnienia w chłodnicy (N s,1<Н p,1), то в радиаторе абонента II wzrost ciśnienia (N s,2<Н p,2).
Konstruując wykres piezometryczny, muszą być spełnione następujące warunki:
1. Ciśnienie w instalacjach abonenckich bezpośrednio podłączonych do sieci nie powinno przekraczać wartości dopuszczalnej zarówno w trybie statycznym, jak i dynamicznym. W przypadku grzejników systemów grzewczych maksymalne nadciśnienie nie powinno przekraczać 0,6 MPa, co odpowiada w przybliżeniu ciśnieniu 60 m.
2. Maksymalne ciśnienie w rurociągach zasilających jest ograniczone wytrzymałością rur i wszystkich instalacji podgrzewania wody.
3. Ciśnienie w rurociągach zasilających, przez które przepływa woda o temperaturze wyższej niż 100 °C, musi być wystarczające, aby zapobiec tworzeniu się pary. Ze względu na nierównomierne nagrzewanie się wody w poszczególnych rurach kotłów ciepłej wody, temperaturę znajdującej się w nich wody, aby określić ciśnienie zapewniające niewrzenie, należy przyjąć o 30°C wyższą od obliczonej temperatury wody zasilającej.
4. Aby zapobiec kawitacji, ciśnienie w rurze ssawnej pompy sieciowej musi wynosić co najmniej 5 m.
5. W punktach przyłączenia abonentów należy zapewnić wystarczające ciśnienie, aby wytworzyć obieg wody w instalacjach lokalnych. W przypadku stosowania mieszania windowego na wejściu klienta dostępne ciśnienie musi wynosić co najmniej 10–15 m. Obecność podgrzewaczy ciepłej wody w schemacie dwustopniowym wymaga zwiększenia ciśnienia do 20–25 m.
6. Poziomy linii piezometrycznych w trybie statycznym i dynamicznym należy dobierać uwzględniając możliwość łączenia większości systemów abonenckich z wykorzystaniem najtańszych obwodów zależnych. Ciśnienie statyczne nie powinno również przekraczać dopuszczalnego ciśnienia dla wszystkich elementów instalacji grzewczej. Przy określaniu ciśnienia statycznego z reguły można zignorować możliwość wrzenia wody w rurach zasilających.
Przykład konstrukcji wykresu piezometrycznego dla systemu zaopatrzenia w ciepło (rys. 5.3), biorąc pod uwagę spełnienie powyższych wymagań, pokazano na rys. 5.4. W pierwszej kolejności wykonywany jest profil terenu wzdłuż trasy ciepłociągów. Na profilu naniesiono wysokości budynków w przyjętej skali. Konstruując wykresy piezometryczne, tradycyjnie zakłada się, że osie rurociągów pokrywają się z powierzchnią ziemi. Konwencja ta ma pełne uzasadnienie w przypadku instalacji podziemnych, gdzie głębokość rurociągów nie przekracza 1 - 2 m. W tym przypadku rzeczywiste ciśnienia w rurociągach będą większe o wysokość ich głębokości. Przeciwnie, w przypadku uszczelek powietrznych ciśnienia w rurociągach będą niższe i tę okoliczność należy wziąć pod uwagę przy określaniu minimalnych ciśnień, które zapewniają niemożność wrzenia wody w rurociągach zasilających lub niemożność wystąpienia podciśnienia w rurociągu rurociągi powrotne.
Ciśnienie statyczne (linia s - s) ustala się od stanu napełnienia w miarę możliwości wszystkich instalacji abonenckich wodą sieciową z marginesem 3 - 5 m w stosunku do najwyższego abonenta. Narysujmy poziomą linię z – z 60 m poniżej linii s – s. Wówczas w strefie znajdującej się pomiędzy tymi liniami, w trybie statycznym, ciśnienie nie przekracza 60 m i nie jest niebezpieczne dla żeliwnych grzejników instalacji grzewczych.
Położenie graniczne linii piezometrycznej dla linii powrotnej w trybie dynamicznym (rys. 5.4, linia K 2 B 2 C 2) wytyczono z następujących rozważań: a) maksymalne ciśnienie piezometryczne nie powinno przekraczać 60 m w grzejnikach układu dolne piętra instalacji grzewczych połączone zgodnie z obiegiem windy; b) w celu zabezpieczenia instalacji grzewczych przed opróżnieniem linia piezometryczna musi znajdować się co najmniej 3 - 5 m nad budynkami.
Rzeczywiste nachylenie linii piezometrycznej określa się na podstawie danych obliczeń hydraulicznych. Utrata mocy w lokalnym systemie użytkownika końcowego I odpowiadają segmentowi C 1 C 2. Pomijając stratę ciśnienia w linii zasilającej z punktu C 1, rysujemy dla tej linii linię piezometryczną C 1 B 1 A 1. Punkt K 1 położony jest nad punktem A 1 o wielkość straty ciśnienia w instalacji ciepłowniczej.
Piezometryczny przewód zasilający musi spełniać następujące warunki: a) maksymalne ciśnienie nie może przekraczać dopuszczalnego dla rur i instalacji grzewczych; b) minimalne ciśnienie nie powinno pozwalać na zagotowanie wody.
Niezdolność wody do wrzenia na wykresie piezometrycznym można przedstawić na dwa sposoby.
Według pierwszej metody z każdego punktu na powierzchni ziemi odprowadzane jest ciśnienie Nk, mierzone według poniższych danych:
Projektowa temperatura wody, o C 120 130 140 150 160 170 180
Maksymalna wysokość podnoszenia, m 10 20 30 40 55 72 93
i narysuj linię RLM zwaną linią niezagotowania.
Jeśli linia piezometryczna A 1 B 1 C 1 znajduje się powyżej linii RLM i nigdzie jej nie przecina, wówczas woda w rurach nie będzie wrzeć.
Według drugiej metody poniżej linii A 1 B 1 C 1 rysuje się linię NP o kwotę H k. We wszystkich punktach położonych poniżej linii NP wrzenie jest niemożliwe, ponieważ ciśnienie w tych punktach jest większe niż N k. Dopiero na przecięciu linii NP z rurociągiem zasilającym oraz we wszystkich punktach położonych powyżej linii NP nastąpi parowanie pod obliczone warunki temperaturowe. Druga metoda wyraźnie ilustruje poziom, do którego można podnieść wodę o projektowej temperaturze powyżej 100°C, aby uniknąć tworzenia się pary. W szczególności dla abonentów I i II woda sieciowa ze stanu niewrzącego może zostać podniesiona odpowiednio tylko do znaków y 1, y 2.
Jeżeli powyższe warunki nie mogą być spełnione dla wszystkich abonentów, wówczas poszczególne systemy lokalne należy połączyć według niezależnego schematu.
Gdy teren jest nierówny, gdy znaczna liczba odbiorców ciepła wykracza poza normalny reżim hydrauliczny, system zaopatrzenia w ciepło dzieli się na strefy niezależne od ciśnienia.