 |
Расчёт параметров гидравлических испытаний
|
|
|
|
Задание. Рассчитать параметры гидравлического испытания теплосети, изображённой на рис. 4.6. Исходные данные представлены в таблице 4.2.
| 4.6. |
Располагаемый напор па выводе источника теплоты при гидравлических испытаниях составляет ∆Н нг=140 м, напор в обратной линии источника теплоты Н он= 20 м. Геодезическая отметка сетевых насосов источника тепла Zнг=100 м. Перемычки П2 (dy —200 мм) и П4 { d у —350 мм} существующие, перемычки П1, П3 и П5—вновь монтируемые. Дли существующих и монтируемых перемычек сумма коэффициентов местных сопротивлений ξ=4, а. длина перемычек указана в табл. 4.2.
Испытании проводятся в три этапа первый этап—испытания участков 1 и 2. Второй--испытании участков 3 и 4, третий испытания участка 5.
Задачей расчета параметров испытаний является определение диаметра вновь монтируемых перемычек П1, П3 и П5, ожидаемых расходов воды при испытаниях, напоров в концевых камерах участков.
Сопротивления участков магистрали по каждом линии находит на основании удельных сопротивлении трубопровода, приведенных в табл. 4.3, по формуле
где: S—сопротивление одной линии участка трубопровода. Которое определяется потерями напора на участке при расходе 1 м3/ч, м/(м3/ч)2;
Sл—удельное сопротивление 1 м трубопровода, м/(м3/ч)2;
Sм-- удельное сопротивление единицы коэффициента местных сопротивлений, м/(м3/ч)2.
Сопротивления участка 1 по подающей и обратной линиям:
 10-9∙1500+0,648∙10-5∙0,5=0,103∙10-6, м/(м3/ч)2;
 10-9∙1500+0,618∙10-8∙0,5=0,224∙10-6, м/(м3/ч)2.
Табл. 4.3.
Табл. 4.3.
|
Сопротивление участка 2:
 0,632∙10-9∙800+0,156∙10-7∙8,3=0,635∙10-8, м/(м3/ч)2;
 0,403∙10-9∙800+0,156∙10-7∙8,3=0,452∙10-6, м/(м3/ч)2.
Сопротивление участка 3:
 0,258∙10-9∙1000+0,449∙10-7∙3,8=0,275∙10-5, м/(м3/ч)2;
 0,220∙10-8∙100+0,119∙10-7∙3,8=0,237∙10-6, м/(м3/ч)2.
Сопротивление участка 4:
 0,565∙10-8∙600+0,913∙10-7∙7,5=0,407∙10-5, м/(м3/ч)2;
|
|
|
|
Сопротивление участка 5:
0,820∙10-8∙800+0,681∙10-6∙6,5=0,700∙10-4, м/(м3/ч)2
Для определения диаметра перемычки П1 на концевом участке магистрали принимают высокие потери напора по участку так как расход при её испытаниях невелик, потери напора на предыдущих участках малы и, следовательно, имеется высокий располагаемый напор перед участком 5. При таком выборе потерь напора по участку 5 увеличивается диаметр перемычки П1.
Расход сетевой воды по участку 5при выбранных потерь напора по одному из трубопро-водов 
45 м равен:
= 
=802 м3/ч.
Располагаемый напор у перемычки ПI составит:
∆НП1=∆Нн.г—(
) 
=
=140—(0,403∙10-6+0,224∙10-6+0,635∙10-6+0,452∙10-6+0,275∙10-5+0,237∙10-5+2∙0,407∙10-5+
+2∙0,700∙10-4)8022=40.3 м.
Сопротивление перемычки П1, необходимое для пропуска через неё расхода G5=802 м3/ч, равно:
По таблице 4.4 диаметр перемычки с ближайшим значением сопротивления:
dу=150 мм, Sп1=0,622∙10-4, м/(м3/ч)2
Диаметр перемычки ПЗ, устанавливаемой дополнительно к существующей перемычке П2 dу=200 мм, определяют следующим образом.
Расход сетевой воды при испытании участка 3— 4 определяют исходя из принимаемых потерь напора на участке 3, характеризующимся меньшим сопротивлением. При выбранной величине потерь напора в обратной линии этого участки 15 м находим необходимый расход при испытаниях участков 3—4:
G3-4=  =  2320 м3/ч.
|
, м/(м3/ч)2
При расходе 2520 м3/ч располагаемый напор у перемычек П2 и П3 составит:
∆НП2,3=∆Нн.г—( ) =
=140—(0,403∙10-6+0,224∙10-6+0,635∙10-6+0,452∙10-6+0,275∙10-5+0,237∙10-5+
+2∙0,407∙10-5)25202=44,9 м.
Сопротивление участка 5 и перемычки П1 равно:
S5 П1=2S5+SП1=2∙0,700∙10-4+0,622∙10-4=0,202∙10-3 м/(м3/ч)2.
Расход воды по участку 5 при испытании участков 3 и 4 составляет:
G5=  =  471 м3/ч.
|
| Табл. 4.4. |
|
|
|
По перемычкам П2 и П3 при испытаниях участков 3 и 4 должен протекать расход воды:
Gп2,3=G3,4, G5=2520-471≈2050 м3/ч.
Сопротивление перемычек П2 и П3, необходимое для пропуска через них расхода 2050 м3/ч, равно:
, м/(м3/ч)2
По табл. 4.5 выбирают диаметр перемычки П3 так, чтобы суммарное сопротивление параллельно включенных перемычек П2 и П3 было близким к величине необходимого сопротивления этих перемычек:
Dу=100 мм, SП3=0,323∙10-3 м/(м3/ч)2.
G1-2=  =  8180 м3/ч.
Располагаемый напор у перемычек П4 и П5 составляет:
Табл. 4.5.
|
∆НП4,5=∆Нн.г—( )  =
=140—(0,403∙10-6+0,224∙10-6+0,635∙10-6+0,452∙10-6)81702=25,3 м.
Сопротивление части испытываемой магистрали, расположенной за перемычками П4 и П5, находят следующим образом.
Сопротивление последовательно расположенного участка 5 и перемычки П1:
S5,П1=0,202∙10-3, м/(м3/ч)2
Сопротивление параллельно включённых участка 5 с перемычкой П1 и перемычек П2 и П3:
|
м/(м3/ч)2
Сопротивление части испытываемой магистрали, расположенной за перемычками П4 и П5:
0,275∙10-5+0,237∙10-5+2∙0,407∙10-5+ 
=
=0,203∙10-4, м/(м3/ч)2.
При испытаниях участков 1-2 расход сетевой воды по части испытываемой магистрали, расположенной: заперемычками П4 и П5, составит:
м3/ч.
По перемычкам П4 и П5 участков 1-2 расход сетевой воды должен составить:
GП4,5=G1-2—G3-5=8180—1120=7060 м3/ч.
Сопротивление перемычек П4 и П5, необходимое для пропуска через них расхода сетевой воды 7060 м3/ч, равно:
=0,508∙10-6, м/(м3/ч)2.
По табл.4.5 выбирают диаметр перемычки П5 так, чтобы суммарное сопротивление параллельно включенных перемычек П4 н П5 было близко к полученному значению:
dу=300 мм; SП5=0,318∙10-5 м/(м3/ч)2.
При этом SП4,5=0,574∙10-6 м/(м3/ч)2.
Для окончательного определения расходов воды при испытаниях н построении ожидаемого пьезометрического графика проводят гидравлический расчет магистрали для каждого этапа испытаний при выбранных диаметрах перемычек. Целью расчета служит определение расходов воды для выбора измерительных диафрагм и напоров вкамерах испытываемой магистрали для подбора манометров. При испытаниях участков I— 2 все перемычки на магистрали должны быть открыты.
|
|
|
Сопротивление магистрали с открытыми задвижками на перемычках при этом составит:
=0,403∙10-6+0,224∙10-6+0,635∙10-6+0,452∙10-6+ 
=
=0,214∙10-5, 
м/(м3/ч)2
Расчетный расход воды научастках 1—2 при их испытаниях, потери напора на них ∆ Н и пьезометрические напоры в их конце Нподи Hобрсоответственно равны:
=8090 м3/ч.
=0,103∙10-6∙80902=26,4 м;
=0,224∙10-6∙80902=14,7 м;
=0,635∙10-6∙80902=41,6 м;
=0,452∙10-6∙80902=29,6 м;
= 
=95+138,6-41,6-80=112 м
= 
=95+39,7-29,6-80=84,3 м
Располагаемый напор перед перемычками П4 и П5 составляет:
∆НП 4,5= 
=112-84,3=27,7 м.
Ожидаемый располагаемый напор при испытаниях перед перемычками П4 и П5 равен полученному при выборе перемычек.
При испытании участка 5 дополнительно закрывают перемычки П2 иПЗ. Сопротивление магистрали при этом составляет:
Sм (3-4)= 
+ 
10-6+0,221∙10-6+0,635∙10-6+0,452∙10-6+
+0,203∙10-6=0,220∙10-4, м/(м3/ч)2
Расчетный расход по участкам 3--4 при их испытаниях, потери напора на участках магистрали и пьезометрические напоры в начале и конце участков 1—4 соответственно раины:
=2520 м3/ч.
=(0,403∙10-6+0,635∙10-6)∙25202=6,6 м;
=(0,224+0,452∙10-6)∙25202=4,3 м;
=0,275∙10-5∙25202=17,5 м;
=0,237∙10-5∙25202=15,1 м;
= 
=80+173,4+17,5-90=145,9 м
= 
=80+44,3+15,1-90=49,4 м
=0,407∙10-5∙25202=25,8 м;
= 
=90+145,9+25,8-105=105,1 м
= 
=90+49,4+25,8-105=60,2 м
Располагаемый напор перед перемычками П2 и П3 составляет:
∆Нп2,3= 
Ожидаемый располагаемый напор при испытаниях перед перемычками П4 и П5 равен полученному при выборе перемычек.
При испытании участка 5 дополнительно закрывают перемычки П2 иП3. Сопротивление магистрали при этом составляет:
Sм(5)= 
S4+ 
S5+SП1=0,403∙10-6+0.224∙10-6+0,635∙10-6+
+0.452∙10-6+0,275∙10-5+0,237∙10-5+2∙0.407∙10-5+2∙0,700∙10-4+0,622∙10-4=0,217∙10-3, м/(м3/ч)2
Расчетный расход по участку 5при его испытании, потери напора на участках магистрали и пьезометрическиенапоры в начале и конце участка 5 соответственно равны:
= 
=803 м3/ч;
=(0,403∙10-6+0,635∙10-6+0,275∙10-5+
+0,407∙10-5)8032=5,1 м;
=(0,224∙10-6+0,452∙10-6+0,237∙10-5+
+0,407∙10-5)8032=4,6 м;
-- 
=(100+20+140)-5,1-105=149,9 м.
+ 
=(100+20)-4,6--105=19,6 м.
|
|
|
= 
=S5 
=0,700∙10-4∙8032=45,1 м;
=105+149,9-45,1-110=99,8 м;
=105+19,6+45,1-110=59,7 м.
Располагаемый напор перед перемычкой П1 составляет:
∆НП5= 
=99,8-59,7=40,1 м.
Ожидаемый располагаемый напор при испытаниях перед перемычкой П1 практически равен полученному при выборе перемычки (40,3 м).
| Табл. 4.6. |
| Рис. 4.7. |
Проведение испытаний
| 4.7. |
При статическом режиме необходимо снять не менее 10 показании манометров с интервалом 5 мин. Задвижки в источнике теплоты на испытываемых магистралях и циркуляционных перемычках при статическом режиме доданы быть открыты.
По данным статических испытаний, геодезическую поправку определяют но формуле:
Hг= 
где Рo и РТ— манометрическое давление при статическом режиме соответственно в нулевой н заданой точках, кгс/см2;
γ—плотность воды, соответствующая еётемпературе во время испытаний, кгс/м3.
На результаты измерении значительное влияние оказывают утечки воды Поэтому при испытаниях следует тщательно следить за величиной подпитки, чтобы она при статическом режиме была близка к нулю, а при работе сетевых насосов не превышала 1% количества воды, циркулирующей всети При больших утечках испытания прекращают до устранения' утечки.
Передвыполнением основных испытаний проводят пробные испытания при работающих сетевых насосах со снятием показании всех установленных приборов. Во время пробных испытаний проверяют достаточность потерь напора на участках, правильность выбора пределов измерении манометров и работу расходомера.
Если пробные испытании покажут, что при принятом режиме потери напора недостаточны, необходимо увеличить скорость (расход) воды в тепловой сети путем включения дополнительных перемычек или крупных потребителей, увеличения напора на выводах с источника теплоты и т. п.
|
|
|
Основные гидравлические испытания проводят при максимально возможном расходе воды и расходе, сокращенном до 70—80% максимального. Испытания при максимальном расходе поды позволяют получить наиболее надежные результаты за счет максимального падения давления.
Испытания с сокращенным расходом воды проводят для проверки величин падения давлении, полученных при максимальном расходе. По каждому режиму следует снять не менее 15 показаний приборов с интервалом 5 мин.
Соответствие результатов испытаний при максимальном расходе воды результатам, полученным при сниженном расходе, проверяют по квадратичной зависимости:
где: 
—потери напора на участке соответственно при максимальном исниженном расходах воды, м;
—соответственно максимальный и сниженный расходы воды при испытаниях, м3/ч.
Сетевые и подпиточные насосы испытывают при расходах воды, изменяемых в пределах от нуля до максимально возможного расхода и oт максимально возможного до нуля. Подачу насоса изменяют с помощью задвижки на нагнетательном патрубке насоса. При испытаниях измеряют расход сетевой (подпиточной) воды, давление на всасывающем и нагнетательном патрубках (манометры устанавливают на одной высоте), мощность, потребляемую электродвигателем при различных режимах. При изменении расхода сетевой воды от нуля до максимального выполняют не менее пяти замеров одновременно по всем приборам и столько же при изменении расхода от максимального до нуля.
Гидравлическое сопротивление коммуникации сетевой воды в источнике теплоты определяют от обратного до подающего коллектора на выводах тепловой сети, Испытания проводят при различных схемах включения оборудования, соответствующих условиях эксплуатации, при двух режимах работы сетевых насосов и одном статическим. На каждом режиме проводят не менее пяти измерений. Каждый подогреватель (водогрейный котел, бойлер) испытывают отдельно. При испытаниях измеряют расход воды через испытываемый подогреватель и давление воды на входе и выходе из подогревали. Остальные параллельно присоединенные подогреватели должны быть надежно отключены.
|
|
|
