1503. Способ определения расхода тепла в тепловой сети

Вледельцы патента:

Самарский архитектурно-строительный институт

Использование: приборостроение, для измерения расхода тепла в тепловых сетях, содержащих центробежные электронасосы. Сущность изобретения: для повышения точности и упрощения измерения расхода тепла измеряют одновременно активную мощность, потребляемую электродвигателем привода насоса, давление на нагнетании и всасе насоса, температуру теплоносителя на подающем и обратном трубопроводах тепловой сети, вычисляют мощность, действующую на валу насоса, и давление на нагнетании, развиваемое собственно насосом, определяют расчетный коэффициент подачи путем давления на мощность и вычитания результата из постоянного числа, равного отношению давления к мощности при нулевой подаче, строят характеристику, отражающую зависимость расчетного коэффициента от подачи, и по ней определяют производительность насоса и умножают на разность температур в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети. 5 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения расхода тепла в тепловых сетях, содержащих центробежные электронасосы.

Известны способы измерения расхода тепла с помощью механических и электрических тепломеров, содержащих счетчики количества жидкости и термометры в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети см. Скрицкий Л.Г. Основы автоматики и автоматизации систем теплогазоснабжения и вентиляции. М. 1968, с. 43-44 и Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. Изд. 3-е, перераб. и доп. Под ред. Б.Д.Кашарского. Л. Машиностроение, 1976, с. 61 .

Однако данный способ измерения расхода тепла требует установки измерителей расхода, чувствительные элементы которых находятся в измеряемом потоке и непрерывно вращаются. Максимальный предел измерения расхода до 300 м 3 /ч, что не всегда удовлетворяет запросам производства. Надежность таких тепломеров недостаточна.

Известен также способ расчета расхода тепла по империческим формулам.

Недостатком этого способа является низкая точность из-за наличия исходных данных, получаемых приближенным путем.

Цель изобретения — повышение точности замера расхода тепла, приборный учет накопленного расхода тепла, ликвидация существующих громоздких и сложных устройств по измерению расхода тепла, уменьшение эксплуатационных расходов.

Цель достигается тем, что в тепловой сети, содержащей центробежный электронасос, измеряют одновременно активную мощность, потребляемую электродвигателем привода насоса, давление на выкиде и приеме насоса, температуру теплоносителя на подающем и обратном трубопроводах тепловой сети, вычисляют мощность, действующую на валу насоса, и давление на выкиде, развиваемое собственно насосом, определяют расчетный коэффициент подачи путем деления давления на мощность и вычитания результата из постоянного числа, равного отношению давления к мощности при нулевой подаче, строят характеристику, отражающую зависимость расчетного коэффициента подачи, и по ней определяют производительность насоса и умножают ее на разность температур в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети.

На фиг. 1 представлена структурная схема участка тепловой сети на фиг. 2 представлена характеристика центробежного насоса СЭ 800-100, где вместо напора в метрах принято давление, а также предлагаемая новая характеристика насоса на фиг. 3 — характеристики центробежного насоса типа СЭ 1250-140 при различном значении диаметра рабочих колес, а также новая энергетическая характеристика на фиг. 4 — характеристики другого типа насоса ЦНС-180 при различном диаметре рабочих колес и новая энергетическая характеристика на фиг. 5 представлена структурная схема, поясняющая принцип измерения расхода тепла в тепловой сети.

Тепловая сеть фиг. 1 состоит из источника 1 тепла, подающего трубопровода 2, потребителя 3 тепла, обратного трубопровода 4, в котором устанавливается центробежный насос 5 с электродвигателем 6. Для измерения количества тепла, потребляемого потребителем, измеряется разность температур на прямом и обратном трубопроводах манометрами 7, 8, разность давлений на выходе и приеме насоса манометрами 9, 10, а также активная мощность, потребляемая приводным электродвигателем насоса. По разности давлений и мощности рассчитывают расход теплоносителя и умножают его на разность температур устройством 11.

Тогда количество тепла, отпускаемое потребителем, будет равно G C Qdt. где G — количество тепла С — теплоемкость воды Q — расход теплоносителя на обратном трубопроводе — разность температур в прямом и обратном трубопроводах тепловой сети t1 -t2 — промежуток времени, в течение которого измерялся расход тепла.

Наиболее сложным является измерение расхода теплоносителя, особенно при больших диаметрах трубопроводов и больших расходах. По предлагаемому способу расход жидкости производится без установки специальных приборов в поток жидкости, а непосредственно путем анализа параметров самой насосной станции.

Насос 5 служит для подачи жидкости. Основными параметрами центробежных электронасосов являются: подачи и развиваемый напор Н в мм вод.ст. Напор равен максимальной высоте, на которую может подняться жидкость вода . Напор и подача — величины взаимосвязанные: чем выше развиваемый данным насосом напор, тем ниже его производительность. Поскольку все типовые характеристики насоса сняты на воде с плотностью 100 кг/м 3. то вместо напора в метрах будем в дальнейшем пользоваться давлением в МПа, из расчета 1 МПа равен 100 м напора. Типичная зависимость развиваемого давления от подачи показана на фиг. 2.

Для измерения расхода данным способом предлагается ввести в число паспортных характеристик насоса новую характеристику М — Q фиг. 2-4 . Эта характеристика отражает изменение значения потребляемой мощности на создание единицы давления, которую обозначим через М, а соответствующую характеристику через М — Q, которая для данного значения равна M A — K. где N — мощность на валу насоса Р — разность давлений на приеме и выкиде насоса.

Значение характеристик М — Q для данного типа насоса независимо от величины подачи и остается неизменным. Следовательно, если знать характер изменения мощности на валу насоса при каком-то давлении, то можно судить и о производительности насоса.

Для измерения расхода тепла по предлагаемому способу фиг. 5 необходимо провести следующие измерения и вычисления. Для этого на участке тепловой сети с электроцентробежным насосом измеряются: активная мощность, потребляемая электродвигателем привода насоса Р, кВт ток в питающей сети электродвигателя привода насоса I, А давление на выкиде насоса Рв. МПа давление на приеме насоса Рп. МПа температура в подающем трубопроводе сети Тп. о С температура в обратном трубопроводе тепловой сети То. о С. На типовой характеристике насоса фиг. 2 берется отношение значения подачи для определенного давления к мощности на валу насоса и строится соответствующая зависимость М — Q. Для удобства вычислений эта зависимость приводится к началу координат, как показано на фиг. 2 -4. Так, для характеристики, показанной на фиг. 2, точка М для определенного значения мощности и давления определяется выражением M 9,3 — 10 3 Для характеристики, показанной на фиг. 3, это выражение равно

M 9,64 — 2 10 2 а для характеристики, показанной на фиг. 4, M 27 — 10 3

Для вычисления мощности, действующей на валу насоса, измеренное значение активной мощности умножается на КПД электродвигателя э. которое находится из рабочей характеристики электродвигателя по известному рабочему току I.

При отсутствии ваттметра мощность на валу насоса может быть определена расчетным путем по формуле

N 1,73U. Icos э. Здесь э. соs также находится из рабочей характеристики электродвигателя в зависимости от значения рабочего тока. Давление на выкиде насоса, которое непосредственно создается насосом, определяется в общем случае путем вычитания из действующего давления Рв на выкиде насоса той части давления на приеме насоса, которая превышает номинальное паспортное давление на приеме насоса:

Р Рв — Рп — Рн , где Р — результирующее давление

Рв — давление на выкиде насоса

Рп — давление на приеме насоса

Рн — номинальное давление на приеме насоса.

По полученным значениям мощности и давлению вычисляется энергетический коэффициент М

M A — K. где А — постоянный коэффициент для данной характеристики

К — масштабный коэффициент

N — мощность на валу насоса, кВт

Р — результирующее давление на выкиде насоса, МПа. Далее определяют разность температур на подающем и обратном трубопроводах тепловой сети

Тп — То

Обозначим теплоемкость перекачиваемой жидкости через С, тогда расход тепла будет равен

G C Q. Расход тепла за промежуток времени от t1 до t2 равен

G C Qdt Рассмотрим пример определения расхода тепла для сети с насосом СЭ-800-100, характеристика которого показана на фиг. 2.

Исходные данные: активная мощность, потребляемая электродвигателем привода насоса, Р 240 кВт рабочий ток электродвигателя I 445 А из характеристики находим, что КПД электродвигателя равен э 0,82 давление на выкиде насоса Рв 1,6 МПа давление на приеме насоса Рп 0,45 МПа температура на подающем трубопроводе Тп 176 о С температура на обратном трубопроводе То 78 о С номинальное давление на приеме насоса Рн 0,1 МПа.

Расчет: находим мощность, действующую на валу насоса

N Р э 240 х 0,82 196 кВт находим давление, которое создает насос на выходе

1,6 — 0,35 1,25 МПа определяем энергетический коэффициент

M 9,3 — 1000 2,93

По характеристике М — Q фиг. 2 находим: точку А 2,93 точку В пересечение характеристики М точку С 815 м 3 /ч 815. с 1. 815 815 кг/ч.

Находим разность температур в подающем и обратном трубопроводах Тп — То 176 — 78 98 о С принимаем теплоемкость воды равной единице С 1, находим расход тепла за 1 ч

G c. Q 1. 98. 815 79870 ккал/ч или 79870. 4,19. 10 3 33,465 кДж/ч.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ТЕПЛА В ТЕПЛОВОЙ СЕТИ, заключающийся в измерении давления на нагнетании центробежного электронасоса, разности температур в прямом и обратных трубопроводах тепловой сети, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, одновременно измеряют активную мощность, потребляемую электронасосом, и давление на всасе центробежного насоса, при этом определяют расчетный коэффициент подачи центробежного насоса и строят градуировочную характеристику, по которой определяют производительность центробежного насоса с учетом разности температур в прямом и обратном трубопроводах тепловой сети.

Тепловой расчёт турбины ПТ-25-90/11

Диско-светильник гигантский. Предназначен для использования преимущественно в затемнённых помещениях. При включении шар начинает вращаться

2482 руб

Ваза выполнена из стекла в виде девушки в бикини. Размеры вазы: 26 х 12 х 10 см. Такая ваза добавит в интерьер элемент необычности и

Материал: латунь, кристаллы Swarovski. Цвет: серебряный. Диаметр: 6,5 см.

Для турбин с противодавлением отклонения от пропорциональности тем больше, чем выше противодавление и чем ближе рассматриваемая ступень к концу турбины. При работе турбины при теплофикационном режиме пропорциональность давление в ступенях и расходе пара на турбину нарушается в тем большей степени, чем ближе ступень расположена к регулируемому отбору пара и чем выше давление в отборе. Таким образом, при изменении пропуска пара через турбину изменяются параметры перед и за ступенью, что в общем случае приводит к изменению теплоперепада ступени это влечёт за собой изменение треугольников скоростей, отклонение отношения скоростей Xф от оптимального и снижение КПД ступени. При изменении расхода пара через группу ступеней изменяются их теплоперепады, однако это в основном относится к последней или нескольким последним ступеням группы. Все остальные ступени работают практически с неизменными теплоперепадами. Для всех ступеней отсека, кроме нескольких последних, при изменении пропуска пара отношение Xф остаётся практически постоянным, и поэтому их КПД не изменяется. Отсюда также следует ряд важных выводов, определяющих надёжность работы теплофикационной турбины. Если теплофикационная турбина работает на конденсационном режиме и расход через ЦНД увеличится сверх расчетного например, из-за отключения ПВД , то теплоперепад последней ступени возрастает в наибольшей степени, и она окажется перегруженной. Если теплофикационная турбина работает по теплофикационному графику и одноступенчатом нагреве сетевой воды, то при увеличении тепловой нагрузки расход пара через промежуточный отсек увеличивается, и теплоперепад его последней ступени её часто называют «предотборной» увеличиться в наибольшей степени. Особенно сложно изменяются теплоперепады ступеней промежуточного отсека при двухступенчатом нагреве сетевой воды, когда изменение давлений перед отсеком и за ним зависит от многих факторов, в частности, от расхода и температуры обратной сетевой воды. Другой важный вывод состоит в том, что при изменении отношения скоростей Xф изменяется реактивность . Увеличение реактивности при том же давлении за ступенью приводит к увеличению осевого давления на диск соответствующей ступени. При уменьшении отношения скоростей Xф, вызванном увеличением теплоперепада ступени и P2 co s. осевое давление на диск уменьшается. Таким образом, при изменении расхода пара через группу ступеней осевое усилие, действующее на рабочие диски и рабочие лопатки этой группы, изменяется пропорционально расходу пара. Приведённые положения теории переменного режима позволяют рассмотреть работу теплофикационных турбин различного типа при переменном пропуске пара. Работа турбины при переменном режиме с постоянным начальным давлением Рассмотрим переменный режим турбин, у которых при изменении нагрузки начальные параметры пара остаются неизменными. Рассмотрим сначала работу турбины, не имеющей отборов пара на регенеративные подогреватели в конденсационном режиме. В такой турбине из-за малого давления в конденсаторе давления в ступенях будут прямо пропорциональны расходу свежего пара.

Комментарии запрещены.

Реклама