Расчет потокораспределения в много­кольцевых сетях с регуляторами расхо­да.

Рис 1.23. Схема трехкольцевой сети

На рис. 1.23 показана схема трехкольцевой водяной сети, состоящей из магистра­лей I-II-III и IV-V-VI, питаемых от общего коллектора 0-0. Сопротивление коллектора можно принять равным нулю (s₀ = 0), так как он выполняется обычно из труб боль­шого диаметра и имеет малую длину.

В узлах 1-6 от тепловой сети отходят ответвления с заданными расходами воды V₁—V₆, поддерживаемыми постоянными с помощью регуляторов расхода, устанавли­ваемых на ГТП или МТП. Узлы 1 и 4, 2 и 5, 3 и 6 соединены между собой перемычка­ми VII—IX, образующими совместно с ма­гистральными участками сети три кольца: 0-I-VII-IV; VII-II-VIII-V; VIII-III-IX-VI. Зада­ны сопротивления всех участков магистра­ли S_I-S_IV и перемычек S_VII-S_IX. Требует­ся рассчитать потокораспределение в теп­ловой сети. Расчет проводят следующим образом:

1) распределяют предварительно расхо­ды воды по участкам каждого кольца на ос­нове первого уравнения Кирхгофа (1.44);

2) последовательно от первого кольца (ближайшего к станции) до последнего уточняют расходы воды на основе второго уравнения Кирхгофа (1.45), (1.47) и (1.59). Уточнение выполняется, как правило, несколько раз методом постепенного при­ближения.

Расчет считается законченным, когда предварительно принятые расходы воды на участках сети отличаются от полученных при окончательном расчете на значение, равное или меньшее допустимой ошибки, в качестве которой обычно принимают 3— 5 % наименьшего из заданных расходов в ответвлениях от магистрали тепловой се­ти. Для расчета потокораспределения в многокольцевых сетях широко используют ЭВМ, благодаря чему существенно сокра­щается время и повышается точность расче­та [5, 6, 8].

Расчет потокораспределения в сети, пи­таемой от нескольких источников.

В крупных городах тепловые сети иногда питаются тепло­той от нескольких ТЭЦ, работающих параллель­но. В магистральных линиях таких сетей возни­кают точки водораздела, представляющие собой точки встречи потоков воды, поступающих в се­ти от разных станций. Положением этих точек водораздела определяется распределение расхо­дов воды, а следовательно, и распределение теп­ловой нагрузки между отдельными ТЭЦ.

Положение точки водораздела зависит от со­противления тепловой сети, распределения на­грузки вдоль магистрали сети, а также от распо­лагаемых напоров на коллекторах параллельно работающих ТЭЦ.

Соответствующим регулированием распола­гаемых напоров на коллекторах ТЭЦ можно пе­ремещать точку водораздела вдоль тепловой се­ти и таким образом получать требуемое распре­деление тепловой нагрузки, удовлетворяющее условиям экономичности работы или распола­гаемой тепловой мощности отдельных ТЭЦ. Суммарный расход воды в таких сетях является, как правило, заданным. Этот расход определяет­ся значением и видом тепловой нагрузки абонен­тов и поддерживается на требуемом уровне с по­мощью авторегуляторов, установленных на ГТП и на МТП или абонентских вводах. При переме­щении точки водораздела изменяется только распределение расхода воды между станциями.

На рис. 1.24 показана тепловая сеть, питае­мая от двух источников теплоты. Если точка I является точкой водораздела, то абоненты, при­соединенные на участке А-1, от станции А, а або­ненты, присоединенные на участке В-1, — от станции В.

На рис. 1.25 приведены схема и пьезометри­ческий график тепловой сети, питаемой от двух параллельно работающих станций. Точка водо­раздела в таких тепловых сетях находится сле­дующим образом. Задаются произвольными рас­ходами воды на участках магистральной сети ис­ходя из первого закона Кирхгофа. Условно считают поток воды, поступающий в тепловую сеть от одной станции, например от станции А. поло­жительным, а от другой станции, например от станции В, отрицательным.

Рис. 1.24. Схема тепловой сети, питаемой от двух ТЭЦ

А и В — источники теплоты; М — магистральная сеть; Р — распределительные сети; I — точка водо­раздела

Рис. 1.25. Схема двухтрубной водяной тепловой сети, питаемой от двух параллельно включенных станций (я) и ее пьезометрический график (б)

------ при предварительном распределении расхода

воды; ––– ––после учета увязочного расхода

Если при предварительно выбранном распре­делении расхода воды в сети водораздел принят в точке К, то располагаемый перепад давлений в точке К в положительном потоке воды

Располагаемый перепад давлений в отрица­тельном потоке воды в этой точке тепловой сети

Невязка перепада давлений в точке К

(1.50)

где ∆H = H_A-H_B — разность располагаемых на­поров на станциях.

Невязка располагаемых напоров в точке К

∆H = ∆ p/ρg.

Пьезометрический график тепловой сети при предварительном распределении расходов воды показан на рис. 1.25, б штриховой линией.

Увязочный расход определяется по формуле (6.49). После введения поправки и уточнения предварительно выбранного распределения рас­ходов воды в магистрали пьезометрический гра­фик принимает вид, показанный на рис. 6.25, б сплошной линией.

Расчет потокораспределения в коль­цевой магистральной сети от одной стан­ции.

Магистральная кольцевая сеть может рассматриваться как частный случай тепло­вой сети, питаемой от двух параллельных источников с одинаковыми располагаемы­ми напорами на коллекторах станции. Схе­ма такой тепловой сети приведена на рис. 1.26, а. Схема этой сети в развернутом виде и ее пьезометрический график представле­ны на рис. 1.26, б и в. При этом направление подачи теплоты по часовой стрелке условно считается от коллектора А, а против часо­вой стрелки — от коллектора В.

В данном случае Н_А = Н_в и ∆Н = 0.

Метод расчета потокораспределения та­кой же, как и для сети с двумя источниками питания. В том случае, когда сопротивления участков подающей и обратной линий теп­ловой сети неодинаковы, например, когда они сооружены из труб разных диаметров, а также при установке на отдельных участ­ках подающей или обратной магистрали те­пловой сети насосных подстанций точки во­дораздела на подающей и обратной линиях могут находиться на различных участках.

Рис. 1.26. Схема двухтрубной кольцевой сети и ее пьезометрический график

а -схема сети; б - развернутая схема; в -пьезо­метрический график;

––– – S_об=S_п; – – –– S_об<S_п

Для иллюстрации на рис. 1.26, в штрихо­вой линией показан пьезометрический гра­фик для случаев, когда на участках I—III со­противления обратной линии сети меньше сопротивления подающей линии.

При разных сопротивлениях подающей и обратной линий расчет потокораспределе-ний проводится с помощью уравнений Кирхгофа по тем же формулам (1.44) и (1.45) раздельно для подающей и обратной линий.

При установке насосов на каком-либо участке магистральной сети развиваемые ими напоры суммируют с напором станци­онной насосной установки по направлению движения теплоносителя, что приводит к перемещению точки водораздела в этом же направлении.

Например, при установке на подающей магистрали кольцевой сети (см. рис. 1.26) на участке II или III насоса, подающего во­ду по направлению движения теплоносите­ля, точка водораздела переместится по на­правлению часовой стрелки, т.е. приблизит­ся к точке В. Пьезометрический график по­дающей линии для такого случая показан на рис. 1.26, в штрихпунктирном.

При увеличении напора этого насоса точ­ка водораздела на подающей линии пере­местится дальше в направлении к станции В.

Предельным положением точки водо­раздела в подающей линии рассматривае­мой тепловой сети является точка В. В этом случае весь поток воды в подающей линии будет перемещаться только в одном направ­лении — от точки А к точке В по часовой стрелке. При этом весь расход воды, пода­ваемый станционным насосом, равный сум­ме расходов воды у всех присоединенных абонентов, будет поступать в сеть только через коллектор А. При дальнейшем увели­чении напора насосных подстанций на по­дающей магистрали, действующих в том же направлении, в ней возникнет так называе­мый паразитный ток, т.е. часть расхода во­ды будет бесполезно циркулировать в подающей магистрали, не поступая к абонентам.

Дата добавления: 2015-12-01