Меню

Пропускная способность труб теплоснабжения таблица

К вопросу определения эффективного радиуса теплоснабжения

Ю.В. Кожарин, директор, к.т.н. Д.А. Волков, заместитель начальника ПТО,
ОАО «Набережночелнинская теплосетевая компания», г. Набережные Челны

Федеральный закон № 190 «О теплоснабжении» закрепил такое понятие, как «радиус эффективного теплоснабжения».

Эффективный радиус теплоснабжения — максимальное расстояние от теплопотребляющей установки до ближайшего источника тепловой энергии в системе теплоснабжения, при превышении которого подключение теплопотребляющей установки к данной системе теплоснабжения нецелесообразно по причине увеличения совокупных расходов в системе теплоснабжения.

Иными словами, эффективный радиус теплоснабжения определяет условия, при которых подключение теплопотребляющих установок к системе теплоснабжения нецелесообразно по причинам роста совокупных расходов в указанной системе.

Учет данного показателя позволит избежать высоких потерь в сетях, улучшит качество теплоснабжения и положительно скажется на снижении расходов.

Сложившаяся к середине 90-х годов прошлого века система теплового хозяйства страны характеризовалась тенденцией к централизации теплоснабжения (до 80% производимой тепловой энергии). В крупных городах России сформировались и эксплуатируются тепловые сети с радиусом теплоснабжения до 30 км, требующие периодического ремонта и замены. Постоянная тенденция к повышению стоимости отпускаемого тепла связана не только с повышением тарифов на газ и электроэнергию, но и с постоянно растущими потерями в теплосетях и затратами на их поддержание в рабочем состоянии.

Подключение новой нагрузки к централизованным системам теплоснабжения требует постоянной проработки вариантов их развития. Оптимальный вариант должен характеризоваться экономически целесообразной зоной действия источника зоны теплоснабжения при соблюдении требований качества и надежности теплоснабжения, а также экологии.

Расчет оптимального радиуса теплоснабжения, применяемого в качестве характерного параметра, позволит определить границы действия централизованного теплоснабжения по целевой функции минимума себестоимости полезно отпущенного тепла. При этом также возможен вариант убыточности дальнего транспорта тепла, принимая во внимание важность и сложность проблемы.

Отсутствие разработанных, согласованных на федеральном уровне и введенных в действие методических рекомендаций по расчету экономически целесообразного радиуса централизованного теплоснабжения потребителей не позволяет формировать решения о реконструкции действующей системы теплоснабжения в направлении централизации или децентрализации локальных зон теплоснабжения и принципе организации вновь создаваемой системы теплоснабжения.

Определение эффективного радиуса теплоснабжения является актуальной задачей. Расчет по целевой функции минимума себестоимости полезно отпущенного тепла является затруднительным и не всегда оказывается достоверным, как в случае комбинированной выработки тепла на ТЭЦ, когда затраты на выработку электрической энергии и тепла определяются по устаревшим методикам, разработанным более 50 лет назад.

Предлагаемая методика расчета эффективного радиуса теплоснабжения основывается на определении допустимого расстояния от источника тепла двухтрубной теплотрассы с заданным уровнем потерь и состоит из следующих задач.

1. Расчет годовых тепловых потерь через изоляцию и с утечкой теплоносителя.

Расчет годовых тепловых потерь через изоляцию и с утечкой теплоносителя произведен в программном комплексе РаТеН-325 в соответствии с методическими указаниями по составлению энергетических характеристик для систем транспорта тепловой энергии по показателям: тепловые потери и потери сетевой воды СО 153-34.20.523 2003 г.

В качестве теплоизоляционного слоя выбран пенополиуретан (ППУ). Время работы тепловой сети в год — более 5000 ч. Предполагая, что ведется новое строительство теплотрассы, коэффициент старения принят равным 1,0. Длина участка — 100 метров.

Расчет годовых тепловых потерь произведен для трех типов прокладки тепловых сетей: канальная, бесканальная и надземная по диаметрам трубопроводов от 57 мм до 1020 мм раздельно по подающему и обратному трубопроводу. Температурный график работы тепловых сетей принят 150-70. Среднемесячные температуры наружного воздуха и грунта — по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология». Результаты представлены в таблице 1.

Читайте также:  Чем заклеить канализационную трубу в туалете

Анализ результатов позволяет сделать вывод о том, что при реконструкции тепловых сетей с заменой трубопроводов с традиционной изоляцией на трубопроводы с ППУ изоляцией необходимо, по возможности, укладывать новые трубопроводы на скользящие опоры в существующие каналы из железобетонных лотков без последующей засыпки песком последних.

2. Определение пропускной способности трубопроводов водяных тепловых сетей.

Пропускная способность Q Di определена по [1] в Гкал/час при температурном графике 150/70 О С при следующих условиях: кэ=0,5 мм, γ=958,4 кгс/м 2 и удельных потерях давления на трение ∆h=5 кгс.м/м 2 . Результаты сведены в таблицу 2.

3. Годовой отпуск тепловой энергии через трубопровод.

Годовой отпуск тепловой энергии определим по следующей формуле:

где кот — коэффициент, учитывающий долю нагрузки отопления и вентиляции; кот=0,6; пзим — продолжительность отопительного сезона, дней; пзим=217;

tв — температура воздуха в помещении, О С; tв =20;

t от — средняя температура наружного воздуха за отопительный период, О С; tcp.oт =-5,7; tнот— расчетная температура наружного воздуха за отопительный период, О С; tHOT =-34; n — продолжительность бесперебойного горячего водоснабжения, дней; n=344; кГВС — коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки ГВС; кот=2,2.

Результаты расчетов годового отпуска тепловой энергии представлены в таблице 2.

4. Определение годовых тепловых потерь в соответствии с заданным уровнем.

Примем заданный уровень тепловых потерь равным 5% годового отпуска тепловой энергии. Результаты сведены в таблицу 2.

5. Определение допустимого расстояния двухтрубной теплотрассы постоянного сечения с заданным уровнем потерь.

Учитывая, что годовые потери тепловой энергии зависят от длины трубопровода линейно, определяем допустимую длину теплотрассы постоянного сечения по следующей формуле:

где Σ100Qпот — суммарные тепловые потери на 100 метрах трассы (табл. 1).

Результаты расчетов для всех типов прокладки сведены в таблицу 2.

Представленные результаты — частные решения более общего случая, когда тепловая сеть представляет собой разветвленный граф, в котором участки тепловой сети расположены по телескопическому принципу. В этом случае, при допущении, что длины графов определенной пропускной способности одинаковы, решение задачи представляет собой систему уравнений:

■ сумма произведений количества графов с определенной пропускной способностью на длину графа и допустимые годовые потери тепловой энергии на теплотрассе, приведенные на один метр трассы определенного диаметра, равняется заданным годовым потерям тепловой энергии на первом от источника участке телескопического графа (по таблице 2 столбец 4);

■ сумма длин графов должна стремиться к максимуму,

где — количество графов одинаковой пропускной способности;

li — длина графа (участка тепловой сети) с пропускной способностью Q D1+i год, м;

— годовые потери тепловой энергии на теплотрассе, приведенные на один метр трассы определенного диаметра, Гкал;

Q D 1 пот — годовые потери тепловой энергии заданного уровня на первом от источника участке телескопического графа, Гкал.

Алгоритм решения представлен в таблице 3.

Пример. Проектная нагрузка строящегося объекта (множества объектов) — 3,6 Гкал/час, которой соответствует трубопровод Ду159. Годовой отпуск тепловой энергии Q Di год через трубопровод Ду159 — 11056,3 Гкал (столбец 3). Задаемся уровнем потерь в 5%, которому соответствуют годовые потери через трубопровод Ду159 Q Di пот =552,82 Гкал (столбец 4). Принимаем канальную прокладку. Составляем уравнение:

Преобразовываем уравнение к виду: lх44,71+2хl1х42,18+3хl2х35,32+5хlэх32,39+8хl4х х29,9+19хl5х25,31=55282,0.

Решение этого уравнения с учетом ограничения, что сумма длин должна быть максимальной, возможно с помощью современного вычислительного оборудования. Приведем частные решения этого уравнения:

Читайте также:  Дилеры в казахстане труба

1) длины участков различной пропускной способности — одинаковы, т.е. l=l1=l2=lз=l4=l5.

Решение уравнения с одним неизвестным даст результат: l=l1=l2=lз=l4=l5=49,50 м. Σl=297 м. Протяженность всей сети — 1881,06 м.

2) длина участка с максимальным диаметром отличается в n-число раз по количеству слагаемых в уравнении, каждый следующий — в (n-1).

l0=6×l5; l1=5×l5; l2=4×l5; l3=3×l5; l4=2×l5; l5=l5.

Решение такого уравнения дает следующие результаты:

Σl=453,87 м. Протяженность всей сети — 1685,8 м.

3) в случае теплотрассы постоянного сечения, т.е. отсутствуют участки пониженной пропускной способности:

уравнение преобразуется к виду:

(11056,3/11056,3)хlх(44,71/100)=552,82, решение которого (l=1236,36) соответствует значению, приведенному в таблице 2.

Практика. Описанная методика определения эффективного радиуса теплоснабжения была применена для оценки состояния схемы теплоснабжения г. Набережные Челны. Существующая схема теплоснабжения г. Набережные Челны представляет собой систему с двумя поставщиками тепловой энергии: ОАО «Генерирующая компания» (Набережночелнинская ТЭЦ) и ОАО «Набережночелнинское предприятие тепловых сетей» (Тепловая станция), от которых тепловая энергия транспортируется:

■ Набережночелнинская ТЭЦ — Новый город, Промкомзона, п. ЗЯБ;

■ НчПТС — п. ГЭС, п. Сидоровка, БСИ, Нижний бьеф.

Теплоисточники объединены перемычкой 2Δ1000 мм (тепловод 410).

В межотопительный период теплоноситель для нужд горячего водоснабжения транспортируется во все районы города от Набережночел- нинской ТЭЦ.

Тепловая сеть представляет собой двухтрубную систему с различными вариантами прокладки: надземная, канальная — в непроходных, полупроходных и проходных каналах (рис. 3). Головные участки тепловой сети:

■ от Набережночелнинская ТЭЦ — 3 тепловода 2Δ1000 мм;

■ от Тепловой станции — 1 тепловод 2Δ1000 мм. Для определения эффективного радиуса теплоснабжения на начальном этапе были выполнены в ручную расчеты тепловой сети Нового города, Промкомзоны, тепловода на п. ЗЯБ с учетом имеющихся результатов годовых тепловых потерь на трубопроводах различного диаметра, полученных в программном комплексе «РаТеН-325» (табл. 1).

На каждый участок тепловода в соответствии с типом прокладки, диаметром и длины были определены годовые потери тепловой энергии. Результаты ручного расчета хорошо согласовались с результатом расчета, выполненного в «РаТеН-325» намного позже (после внесения всех изменений о типе изоляции, годе проектирования, коэффициенте старения в базу данных программы на каждый участок теплотрассы).

Принимая допущение, что суммарные годовые тепловые потери не должны превышать определенного уровня от годового отпуска тепловой энергии (5%), можно сделать вывод о том, что теплоснабжение в г. Набережные Челны от источников осуществляется за пределы эффективного радиуса.

Описанная методика определения эффективного радиуса теплоснабжения может быть использована специалистами при работе, связанной с подключением новых потребителей тепловой энергии, в условиях сформировавшихся тепловых сетей. Результаты, полученные при оценке схемы теплоснабжения, такие как: годовые потери тепловой энергии трубопроводами в ППУ изоляции различного диаметра и типа прокладки могут быть использованы теплосетевыми компаниями для оценки работы тепловых сетей в аналогичных климатических условиях и условиях работы тепловой сети.

Литература

1. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей//А.А.Николаева. — М.: Стройиздат, 1965 г.

Источник

Пропускная способность трубопровода.

Такая характеристика как пропускная способность трубопровода зависит от нескольких факторов. Прежде всего, это диаметр трубы, а также тип жидкости, и другие показатели.

Для гидравлического расчета трубопровода вы можете воспользоваться калькулятором гидравлического расчета трубопровода.

При расчете любых систем, основанных на циркуляции жидкости по трубам, возникает необходимость точного определения пропускной способности труб. Это метрическая величина, которая характеризует количество жидкости, протекающее по трубам за определенный промежуток времени. Данный показатель напрямую связан с материалом, из которого изготовлены трубы.

Читайте также:  Турбо труба в ижевске

Если взять, к примеру, трубы из пластика, то они отличаются практически одинаковой пропускной способностью на протяжении всего срока эксплуатации. Пластик, в отличие от металла, не склонен к возникновению коррозии, поэтому постепенного нарастания отложений в нем не наблюдается.

Что касается труб из металла, то их пропускная способность уменьшается год за годом. Из-за появления ржавчины происходит отслойка материала внутри труб. Это приводит к шероховатости поверхности и образованию еще большего налета. Особенно быстро этот процесс происходит в трубах с горячей водой.

Далее приведена таблица приближенных значений которая создана для облегчения определения пропускной способности труб внутриквартирной разводки. В данной таблице не учтено уменьшение пропускной способности за счет появления осадочных наростов внутри трубы.

Таблица пропускной способности труб для жидкостей, газа, водяного пара.

Вид жидкости

Скорость (м/сек)

Вода городского водопровода

Вода трубопроводной магистрали

Вода системы центрального отопления

Вода напорной системы в линии трубопровода

Масло в напорной системе линии трубопровода

Пар в отопительной системе

Пар системы центрального трубопровода

Пар в отопительной системе с высокой температурой

Воздух и газ в центральной системе трубопровода

Чаще всего, в качестве теплоносителя используется обычная вода. От ее качества зависит скорость уменьшения пропускной способности в трубах. Чем выше качество теплоносителя, тем дольше прослужит трубопровод из любого материала (сталь чугун, медь или пластик).

Расчет пропускной способности труб.

Для точных и профессиональных расчетов необходимо использовать следующие показатели:

  • Материал, из которого изготовлены трубы и другие элементы системы;
  • Длина трубопровода
  • Количество точек водопотребления (для системы подачи воды)

Наиболее популярные способы расчета:

1. Формула. Достаточно сложная формула, которая понятна лишь профессионалам, учитывает сразу несколько значений. Основные параметры, которые принимаются во внимание – материал труб (шероховатость поверхности) и их уклон.

2. Таблица. Это более простой способ, по которому каждый желающий может определить пропускную способность трубопровода. Примером может послужить инженерная таблица Ф. Шевелева, по которой можно узнать пропускную способность, исходя из материала трубы.

3. Компьютерная программа. Одну из таких программ легко можно найти и скачать в сети Интернет. Она разработана специально для того, чтоб определить пропускную способность для труб любого контура. Для того что узнать значение, необходимо ввести в программу исходные данные, такие как материал, длина труб, качество теплоносителя и т.д.

Следует сказать, что последний способ, хоть и является самым точным, не подходит для расчетов простых бытовых систем. Он достаточно сложен, и требует знания значений самых различных показателей. Для расчета простой системы в частном доме лучше воспользоваться таблицами.

Пример расчета пропускной способности трубопровода.

Длина трубопровода – важный показатель при расчете пропускной способности Протяженность магистрали оказывает существенное влияние на показатели пропускной способности. Чем большее расстояние проходит вода, тем меньшее давление она создает в трубах, а значит, скорость потока уменьшается.

Приводим несколько примеров. Опираясь на таблицы, разработанные инженерами для этих целей.

Пропускная способность труб:

  • 0,182 т/ч при диаметре 15 мм
  • 0,65 т/ч с диаметром трубы 25 мм
  • 4 т/ч при диаметре 50 мм

Как можно увидеть из приведенных примеров, больший диаметр увеличивает скорость потока. Если диаметр увеличить в 2 раза, то пропускная способность тоже возрастет. Эту зависимость обязательно учитывают при монтаже любой жидкостной системы, будь то водопровод, водоотведение или теплоснабжение. Особенно это касается отопительных систем, так как в большинстве случаев они являются замкнутыми, и от равномерной циркуляции жидкости зависит теплоснабжение в здании.

Источник

Adblock
detector