Системы парового отопления. Расчет системы

В системах парового отопления (П.О.) в помещения передается теплота, получаемая при конденсации насыщенного пара в отопительных приборах. Конденсат удаляется из приборов по трубопроводам в сборные конденсаторные баки, откуда насосами возвращается в котлы, а в отдельных случаях возвращается самотеком. П.О. применяется в случаях, когда имеются паровые котельные для технологических целей. П.О. применяют в производственных пом, где нет выделения горючих газов, в спортивных сооружениях, в зрелищных предприятиях (клубы, кинотеатры), в пунктах питания.

Системы П.О. всегда двухтрубные: по одним движется пар, а по другим – конденсат.

Системы П.О. подразделяют:

1.взависимости от давления:

- вакуум-паровые (давление пара Р_П <0,1 МПа и <100⁰С)

- низкого давления (Р_П = 0,1-0,17 МПа и t_П =100-115°С)

- высокого давления(Р_П =0,17-0,27 МПа и t_П =115—130⁰С)

2. по способу возвращения конденсата в котел:

- замкнутые с самотечным возвращением конденсата в котел (при этом отопительные приборы должны находиться высоко над уровнем воды в барабане котла)

- разомкнутые с принудительным возвращением конденсата насосом;

3. в зависимости от расположения обратной магистрали:

- с «сухим» самотечным конденсатопроводом (сечение трубопровода при работе системы не полностью заполнено конденсатом, а при перерывах в работе системы свободно от воды)

- «мокрым» напорным конденсатопроводом (трубопровод полностью заполненный водой).

4.в зависимости от расположения магистрального паропровода:

с верхней, нижней и средней разводкой магистрали.

Верхнюю разводку паропровода следует применять при наличии чердака или при возможности прокладки их под потолком верхнего этажа, нижнюю разводку – при отсутствии чердака и невозможности прокладки паропроводов под потолком какого-либо этажа.

5.в зависимости от расположения стояков:

вертикальные, горизонтальные

6. в зависимости от направления пара и конденсата:

- тупиковая со встречным движением

- с попутным движением

 

«+»: -меньший диаметр труб, чем при водяном отоплении из-за большой скорости параи большой теплоотдаче при конденсации пара.

- меньшая пов-ть нагрева приборов, чем при водяном отоплении из-за выс. t параи значительному коэф.теплопередачи.

- быстрый прогрев пом.

- из-за малой плотности может прим в здании с любым числом этажей,

- меньшая опасность замерзания системы

«-»: -ограниченный срок службы эл-тов,

- разложение пыли на приборах и трубах из-за высокой t пара,

- сложное центральное регулирование, прим. регулирование пропусками

- повышенные потери теплоты по сравнению с водяными СО.

 

Перед нагревательными приборами для регулирования количества пара, поступающего в приборы, устанавливают вентили. Чтобы при регулировании системы убедиться, что пар не поступает из приборов в конденсатопровод, а полностью в них конденсируется на ответвлениях от приборов, рекомендуется устанавливать тройники с пробкой.

Паровая магистраль поркладывается с уклоном 0,01-0,005 в сторону движения пара. Это делается во избежания возникновения шума, а также для обеспечения стекания конденсата по направлению движения пара. Скорости движения пара в подъемных стояках не должны превышать 10-14 м/с. При больших скоростях пар подхватывает образующийся в стояках конденсат, что приводит к возникновению шума и гидравлических ударов.

 

П.О. низкого давления. Расчет системы

Конструкция системы всегда 2-х трубная. Предельная скорость пара 20 м/с - при встречном движении пара и конденсата (тупиковая), 30 м/с - при попутном движении пара и конденсата.

Уклон магистральных трубопроводов:

не менее 0,002 с уклоном, совпадающим с движением пара,

не менее 0,005 для паропроводов с уклоном против движения пара.

В отличие от расчета систем водяного отопления расчет трубопроводов систем парового отопления состоит из двух частей:

1. расчета диаметров паропровода

2. диаметров конденсатопровода

Расчет

1) Расчет паропровода

выбирают главную (расчетную) ветвь паропровода для наиб. протяженной и нагруженной ветви до наиболее удаленного прибора нижнего этажа и разбивают ее на участки.

При движении пара его давление расходуется:

1.на гидравлические потери на участках от котла до отопительных приборов;

2. на потери в самих приборах

3.на выдавливание конденсата из приборов при повышенном давлении.

Расчет диаметров паропровода ведут методом удельных потерь давления на трение.

В результате расчета участков основной ветви паропровода должно быть выполнено условие:

Σ(Rl+z)_{ГЛ.ВЕТВИ}+ΔРк = 0.9*ΔР_Р

ΔР_Р – давление пара на выходе из котла ΔР_Р = ΔР_П

ΔР_К – избыточное давление перед расчетным отопительным прибором,

ΔР_К=1,5-2 кПа – в замкнутых паровых системахх.

ΔР_К = ΔР₁/0,95 – при разомкнутых системах

ΔР₁ – давление в конденсатопр-де после от. прибора.

После расчета основной ветви паропровода производят гидравлическую увязку остальных ветвей.

2) Расчет конденсатопровода

Гидравлический расчет конденсатопроводов проводится в зависимости от вида конденсатопровода.

Диаметры самотечных сухих и мокрых конденсатопроводов подбирают без расчета по таблице Справочника проектировщика по значениям количества теплоты, выделенной паром при образовании конденсата, длины труб и положения, - горизонтальные или вертикальные.

Расчет напорных конденсатопроводов проводится методом эквивалентных длин.

ΔР_УЧ = R(l+ l_Э)

1-фактич. длина уч-ка

1_Э - эквивалентная длина, равная длине прямого участка трубы, потери давления на трение в котором равны потерям в местных сопротивлениях участка, м;

После расчета основной ветви производят увязку параллельно соединенных участков.

Для конденсатопровода определяют суммарные потери давления и подбирают насос по 2 параметрам: 1. Р_НАСОС =1,1 ΣΔР_ПОТ  2. G_НАСОСА =1,1ΣG_КОНД.-сумарный расход конд-та

П.О. высокого давления.

Применяют при отоплении производственных пом, где нет взрывоопасных и горючих смесей, пыли и газов.

Р_ИЗБ = 0.17-0.3МПа. t_П>115⁰С

Предельные скорости: 60 м/с - при встречном пара и конденсата движении, 80 м/с при попутном движении.

Особенности:

1.отопительные приборы снабжены вентилями на входе пара и на выходе конденсата, чтобы пар не попал в конденсатную линию.

Т7 паровой стояк

               конденс. стояк Т8

2.на трубопроводах устанавливают компенсаторы для компенсации теплового удлинения труб.

3. отвод конденсата осущ-ся путем установки за каждым потребителем конденсатоотводчика, чтоб пар не попал в конденсат. линию.

Расчет

1.Расчет паропровода

2.расчет конденсатопровода

1).При расчете паропроводов нужно учитывать, что при перемещении одного и того же расхода пара при постоянном диаметре потери давления тем меньше, чем больше плотность пара. Плотность пара значительно меняется при прохождении по участку:

ρ_СР=(ρ_Н+ ρ_К)/2

ρ_Н и ρ_К – начальн. и конечн. плотность пара на уч-ке, зависит от давления пара.

По ρ_СР находят R_СР (удельные потери давления на трение на уч-ке) по таблице.

Потери давления на каждом уч-ке проводят методом эквивалентных длин:

ΔР_УЧ=R_СР*(l+l_ЭКВ)

Для расчета выбирают главную (расчетную) ветвь, разбивают ее на уч-ки, задаваясь диаметрами, рассчитывают потери давления на уч-ках. В рез-те чего д. б. выполнено условие:

Σ(R(l+l_ЭКВ))_{ГЛ.ВЕТВИ}+ΔРк = 0.9*ΔР_Р

2).расчет конденсатопровода

расчетная ветвь разбивается на уч-ки. Потери давления и диаметры опред-т аналогично расчету систем низкого давления.