Menu

Wykres rozkładu ciśnienia w sieci cieplnej

Wiadomości wstępne

Prawidłowa praca sieci ciepłowniczej wymaga, aby w każdym jej punkcie ciśnienie wody nie spadało poniżej dopuszczalnej wartości, przy której nastąpi wytworzenie pary. Jednocześnie ciśnienie nie może przekraczać dopuszczalnych wartości związanych z wytrzymałością i trwałością elementów sieci. W celu sprawdzenia tych warunków sporządza się wykres rozkładu ciśnienia biorąc pod uwagę obliczone wcześniej spadki ciśnienia na poszczególnych odcinkach sieci. Przed wykonaniem wykresu sporządza się zestawienie danych takich, jak:

- wielkość straty ciśnienia w źródle jak też wymagane ciśnienie pracy kotła

- rodzaj węzłów ciepłowniczych

- wielkość strat ciśnienia na odcinkach

- rodzaj przewodów, armatury, grzejników, itp. (pod względem wielkości dopuszczalnego ciśnienia)

-  ukształtowanie terenu

Układy stabilizacji ciśnienia

Utrzymaniem ciśnienia w sieci cieplnej w odpowiednim przedziale wartości zajmują się układy stabilizacji ciśnienia. Rodzaj układu zależy od: rozległości sieci, wysokości budynków, mocy przyłączeniowej, ukształtowania terenu, itd. 

Naczynia wzbiorcze z poduszka gazową stosowane są w małych i średnich kotłowniach osiedlowych o mocy źródła ciepła do 12 MW. Schemat stabilizacji przedstawia rys.1.

siecco32.gif

Rys.1 Schemat stabilizacji ciśnienia w małej  i średniej kotłowni osiedlowej.

naczynie wzbiorcze może być tutaj podłączone zarówno przed pompami obiegowymi jak za pompami (położenie I lub II). Naczynie wzbiorcze zapewnia w tym wypadku wymagane ciśnienie wody w sieci przy wyłączonych pompach obiegowych (punkt "0"). Wykres rozkładu ciśnienia w sieci przedstawia rys.2. Na wykresie ciśnienie w naczyniu wzbiorczym "p" jest równe ciśnieniu stabilizującemu (punkt "0"). Przy włączeniu naczynia przed pompami wykres układa się zgodnie z górnym rysunkiem (I), rozkład ciśnienia  przy włączeniu za pompami przedstawia rys. dolny (II).

siecco33.gif

Rys.2 Schemat i wykres ciśnienia w sieci z naczyniem wzbiorczym z poduszka gazową.

 

Innym rozwiązaniem układu stabilizacji jest naczynie wzbiorcze z własną poduszka parową (rys.3). W odróżnieniu od poprzedniego rozwiązania wysokość ciśnienia stabilizacji jest zmienna, uzależniona od temperatury wody w kotle.

siecco34.gif

Rys.3 Schemat stabilizacji ciśnienia z naczyniem wzbiorczym z poduszką parową.

 

 siecco35.gif

Rys.4 Wykres ciśnienia w sieci dla układu stabilizującego z naczyniem wzbiorczym z poduszką parową.

Przy dużych, rozległych sieciach ciepłowniczych, jak tez dużych i średnich kotłowniach stosuje się układ stabilizacji ciśnienia z pompami uzupełniającymi. W układzie takim w kotłowni lub węźle cieplnym umieszczane sę zbiorniki wody uzupełniającej współpracujące z pompą uzupełniająco-stabilizującą. Załączanie i wyłączanie pompy sterowane jest czujnikami ciśnienia. Jeśli ciśnienie w punkcie "0" spadnie poniżej dopuszczalnego, czujnik załącza pompę, która pobiera wodę ze zbiornika wody uzupełniającej i wtłacza ją do sieci. Wysokość podnoszenia pompy uzupełniającej musi być tak dobrana, aby była była ona równa ciśnieniu stabilizacji zmniejszonemu o wartość ciśnienia w zbiorniku wody uzupełniającej.

siecco36.gif 

Rys.5 Schemat układu stabilizacji z pompami uzupełniająco-stabilizującymi.

Przy wyłączonych pompach obiegowych w sieci panuje ciśnienie wytwarzane przez pompy stabilizacyjne, przy czym pompy pracują wtedy przy maksymalnym ciśnieniu. Przy włączonych pompach obiegowych ciśnienie wytwarzane przez układ pomp stabilizacyjnych jest dławione, wykres przyjmuje różne kształty w zależności od sposobu dławienia.

 siecco37.gif

Rys.6 Wykres ciśnienia wody w sieci w zależności od sposobu dławienia ciśnienia pompy

Wykres I - pracują pompy obiegowe, ciśnienie pomp stabilizacyjnych jest dławione zaworem ZR1, do wartości ciśnienia "Puz", które jest równe ciśnieniu na ssaniu pomp obiegowych

Wykres II - dławienie zaworem na Z1 powoduje wzrost oporów odcinka a1, tym samym wzrasta ciśnienie w całej sieci

Wykres III - dławienie zaworem Z2.

Konstrukcja wykresu

Wykres sporządza się w układzie współrzędnych, na osi odciętych oznacza się długość sieci, przy czym początkiem wykresu jest p. przyłączenia pomp obiegowych w źródle ciepła. Na osi rzędnych opisuje się rzędne terenu i wielkość ciśnienia. Na tak przygotowany układ należy nanieść:

- wysokość budynków

- charakterystyczne linie ciśnienia

- linie ciśnienia rurociągu zasilającego i powrotnego ( w czasie pracy pomp obiegowych)

- linię ciśnienia stabilizującego

Kolejne etapy sporządzania wykresu:

1. Rysujemy rzeźbę terenu w odpowiedniej skali (skala pozioma 1:500 lub 1:1000, skala pionowa 1:100 lub 1:500), sieci cieplnych podziemnych z uwagi na małą głębokość położenia nie rysuje się, przyjmując, że linia terenu jest równoznaczna z linią rurociągu, ale uwaga - sieć cieplna rozgałęzia się po drodze, co musi być uwzględnione w rzeźbie, każda nitka może bowiem przebiegać według innych rzędnych. Wszystkie charakterystyczne odcinki sieci należy oznaczyć. (zob. rys)

 siecco13.jpg

Rys. Wykres ciśnienia w sieci cieplnej.

2. Rysujemy na profilu terenu wysokość budynków, pamiętając, że wysokość ta nie jest geometryczną wysokością budynku, tylko wysokością najwyżej położonych części instalacji c.o.

3. nanosimy linie charakterystyczne, w tym:

- linię wrzenia odpowiadającą danej temperaturze wody

- linię ciśnienia dopuszczalnego dla instalacji w budynku

- linię ciśnienia minimalnego (powinna być około 30 kPa powyżej najwyżej położonych elementów instalacji c.o. w budynkach)

4. Ustalamy wielkość ciśnienia stabilizacji i nanosimy ją na wykres, pamiętając, że dla budynków podłączonych do sieci w sposób bezpośredni obowiązują następujące zasady:

a) ciśnienie w najwyższych punktach instalacji nie może być niższe od ciśnienia wrzenia wody w danej temperaturze pracy

b) ciśnienie maksymalne w instalacji nie może przekraczać ciśnienia dopuszczalnego dla elementów tej instalacji

c) ciśnienie w najwyższych p. instalacji musi być wyższe od atmosferycznego

5. Nanosi się linię ciśnienia dla przewodu zasilającego i powrotnego oraz spadki ciśnienia w źródle i u odbiorców pamiętając o następujących zasadach:

- ciśnienie w przewodzie zasilającym nie może być niższe niż ciśnienie wrzenia

- w miejscu przyłączenie budynków do sieci ciśnienie nie może być wyższe od dopuszczalnego dla instalacji, musi być też powyżej ciśnienia dyspozycyjnego, niezbędnego dla prawidłowej pracy instalacji lub węzła ciepłowniczego

UWAGA - przy węzłach wymiennikowych, przy wyznaczaniu ciśnienia stabilizującego obowiązuje tylko p. 4a).

Nanoszenie linii ciśnienia w przewodzie zasilającym i powrotnym prowadzi się w oparciu o obliczenia hydrauliczne sieci. Każdy odcinek jest linią pochyłą o kącie pochylenia zależnym od wielkości strat ciśnienia na danym odcinku. Jeśli obliczenia były prowadzone łącznie dla zasilenia i powrotu, można w przybliżeniu przyjąć, że straty na odcinku są równe połowie strat obliczonych w tabeli. Łączny spadek ciśnienia na przewodzie zasilającym wyniesie Δpzas. Spadek ciśnienia u odbiorcy (Δpobd.) zależy od rodzaju węzła i tak:

- dla węzłów wymiennikowych przyjmujemy 5-7 m H2O

- dla węzłów hydroelewatorowych 10-15 m H2O

Wykreślanie linii powrotnej wykonuje się analogicznie, wysokość straty na przewodzie powrotnym Δppowr. Po wykreśleniu ciśnienia powrotnego pozostałe ciśnienie w sieci musi być wyższe od ciśnienia dyspozycyjnego czyli musi być spełniony warunek:

siecco14.jpg   

 jeśli ciśnienie jest niższe, należy powtórzyć obliczenia przyjmując większe średnice sieci na wybranych odcinkach o największych stratach.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});