В данной статье я представлю примерный поверочный расчет пропускной способности трубопроводов теплофикационной воды диаметром 2Ду250 мм реконструируемой магистральной тепловой сети на участке от камеры №29 до узла врезки (камера 1821/1). Расчет выполнен в соответствии с техническим заданием на разработку проектной и рабочей документации для ликвидации надземной прокладки и реконструкции магистральной тепловой сети, выданным одним из филиалов ОАО «МОЭК».

Обеспечение бесперебойного и эффективного теплоснабжения является одной из важнейших задач современной коммунальной инфраструктуры. Реконструкция магистральных тепловых сетей играет ключевую роль в модернизации систем теплоснабжения, повышая их надежность, безопасность и энергоэффективность.

Поверочный расчет трубопровода тепловой сети – это инженерный расчет, который проводится для оценки способности трубопровода выдержать расчетные нагрузки и обеспечить безопасную и бесперебойную работу системы теплоснабжения.

Целью поверочного расчета является проверка того, соответствует ли диаметр, материал, толщина стенки и другие характеристики трубопровода требованиям нормативных документов и условиям эксплуатации.

Поверочный расчет пропускной способности трубопроводов теплофикационной воды основан на гидравлическом расчете, который позволяет определить максимальный расход теплоносителя, который может быть пропущен через данную систему без превышения допустимых параметров работы.

Этапы поверочного расчета

Расчет пропускной способности трубопроводов теплофикационной воды выполняется в несколько этапов:

1. Определение расчетного расхода теплоносителя. Расчетный расход теплоносителя определяется по пиковому или нормативному теплопотреблению объекта, к которому подводится тепло.
2. Определение скорости движения теплоносителя. Скорость движения теплоносителя.
3. Определение расчетного перепада давления. Расчетный перепад давления определяется как сумма потерь давления по длине и в местных сопротивлениях.
4. Результаты расчета. Результатом расчета является значение пропускной способности трубопровода, которое сопоставляется с расчетным расходом теплоносителя.

Выполним поверочный расчет пропускной способности трубопроводов тепловой сети

Существующая тепловая нагрузка на магистрали:

Q_МАХ = 5,88 Гкал/час; с К = 1,15 получаем Q_МАХ = 6,76 Гкал/час, в т.ч.

• Отопление: 3,996 Гкал/час;
• Вентиляция: 1,582 Гкал/час;
• ГВС (макс.): 0,302 Гкал/час.

Максимальная тепловая нагрузка на магистрали составляет 5,88 Гкал/час. С учетом коэффициента запаса 1,15 необходимая пропускная способность трубопровода должна быть не менее 6,76 Гкал/час.

Выполним поверочный расчет. Проверка пропускной способности трубопровода тепловой сети 2Ду250 мм, при длине трассы L = 48,0 м.

G_{С МАХ} = G_{О МАХ} + G_{В МАХ} + G_{ГВС МАХ}

1. Отопление:

Q_{О МАХ} = 3996000 ккал/ч = 4647,35 Вт

G_{О МАХ} = (3,6* Q_{О МАХ}) / ((С*(Т₁ – Т₂))

Q_{О МАХ} – максимальный тепловой поток на отопление при t₀, Вт;

С – удельная теплоемкость воды, С = 4,187 кДж/кг*К (4,187 Дж/г*С)

Т₁ – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре наружного воздуха t₀ гр, С (на теплообменник отопления)

Т₂ – температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети при расчетной температуре после теплообменника отопления.

G_{О МАХ} = (3,6* 4647,35) / ((4,187*(150 – 75)) = 53,28 т/ч

С учетом коэффициента запаса К = 1,15 получаем G_{О МАХ} = 53,28*1,15 = 61,27 т/ч.

2. Вентиляция:

Q_{В МАХ} = 1582000 ккал/ч = 1839,87 Вт

Q_{О МАХ} – максимальный тепловой поток на вентиляцию при t₀, Вт;

С – удельная теплоемкость воды, С = 4,187 кДж/кг*К (4,187 Дж/г*С)

Т₁ – температура в подающем трубопроводе гр, С

Т₂ – температура в обратном трубопроводе t₀ гр, С.

G_{В МАХ} = (3,6* 1839,87) / ((4,187*(130 – 70)) = 26,36 т/ч

С учетом коэффициента запаса К = 1,15 получаем G_{В МАХ} = 26,3628*1,15 = 30,32 т/ч.

3. Горячее водоснабжение:

Q_{ГВС МАХ} = 302000 ккал/ч = 351,23 Вт

G_{ГВС МАХ} = (3,6*0,55*Q_{ГВС МАХ}) / ((С*(Т₁¹ – Т₂¹))

Q_{ГВС МАХ} – максимальный тепловой поток на ГВС при t₀, Вт;

С – удельная теплоемкость воды, С = 4,187 кДж/кг*К (4,187 Дж/г*С)

Т₁¹ – температура в подающем трубопроводе  на изломе графика температуры гр, С

Т₂¹ – температура воды в обратном трубопроводе после теплообменника отопления гр, С.

G_{ГВС МАХ} = (3,6*0,55*351,23) / ((4,187*(70 – 40)) = 5,53 т/ч

С учетом коэффициента запаса К = 1,15 получаем G_{ГВС МАХ} = 5,53*1,15 = 6,36 т/ч.

G_{С МАХ} = G_{О МАХ} + G_{В МАХ} + G_{ГВС МАХ}

G_{С МАХ} = 61,27 + 30,32 + 6,36 = 97,95 т/ч

Вывод: Потери гидравлического напора по таблице “Гидравлический расчет трубопроводов” учебника Николаева G_МАХ = 98,0 т/ч пропускает труба Ду250 мм.

При скорости теплоносителя в V = 0,55 м/с, следовательно потери Н = 1,31 кгс/м²м;

При длине трассы тепловой сети L = 48,0 м, следовательно потери Н = 0,0063 кгс/см²м или 0,06 м.

Реконструируемая магистральная теплосеть 2Ду250 мм от камеры №29 (т.1) обеспечивает необходимую пропускную способность трубопроводов 2Ду250 мм с нагрузкой 5,88 Гкал/ч и с учетом коэффициента запаса К = 1,15 получаю нагрузку 6,76 Гкал/ч.

Надеюсь, теперь стало понятно, как выполнить поверочный расчет.

Влияние реконструкции на пропускную способность

Реконструкция магистральной тепловой сети на участке от камеры №29 до узла врезки (камера 1821/1) с заменой надземной прокладки на подземную позволяет не только повысить надежность и безопасность системы теплоснабжения, но и увеличить ее пропускную способность.

Факторы, влияющие на пропускную способность:

• Диаметр трубопроводов: Увеличение диаметра трубопроводов приводит к значительному росту их пропускной способности.
• Материал трубопроводов: Современные материалы, такие как полиэтилен, обладают меньшей шероховатостью внутренней поверхности, что снижает гидравлические потери и увеличивает пропускную способность. В нашем случае применяется стальная труба.
• Теплоизоляция: Качественная теплоизоляция трубопроводов позволяет снизить потери тепла, что, в свою очередь, позволяет увеличить расход теплоносителя.
• Гидравлическая оптимизация: Применение современных методов гидравлической оптимизации, таких как использование регуляторов давления и расхода, позволяет оптимизировать работу системы и повысить ее пропускную способность.

Экономическая выгода:

Увеличение пропускной способности магистральной тепловой сети позволяет:

• Подключить к системе новые объекты теплоснабжения.
• Увеличить объем отпускаемого тепла существующим потребителям.
• Повысить энергоэффективность системы за счет снижения потерь тепла.

Социальная значимость:

Реконструкция магистральной тепловой сети и повышение ее пропускной способности способствует:

• Повышение качества жизни населения за счет обеспечения бесперебойного и надежного теплоснабжения.
• Снижение рисков аварийных ситуаций и обеспечение безопасности системы теплоснабжения.

Реконструкция магистральной тепловой сети с заменой надземной прокладки на подземную и увеличением пропускной способности трубопроводов является комплексной мерой, которая позволяет повысить надежность, безопасность, энергоэффективность и социальную значимость системы теплоснабжения.

Поделиться ссылкой: