Уважаемые специалисты!
Имеется магистраль ТС протяженностью 6 км(двухтрубная), рельеф местности спокойный, потери напора на обратке превышают 60 м, необходимо установить подкачивающую насосную станцию.
Не могу найти порядок расчета (подбора насосов) и построение самого пьезометрического графика.
Пожалуйста помогите!

Подбор насосов и построение пьезометрического графика - это только часть решения стоящей перед Вами задачи. Причём часть относительно несложная. Выбор способа регулирования и практическая его реализация, а также комплекс защит - посложнее будут. Вещи это очень специфические. И реально разрулить все проблемы может только проектировщик с соответствующим опытом. Именно опытом проектирования насосных. И опыт в проектировании тепловых сетей или источников ничем помочь не может. Ибо там своя специфика, отличающаяся от требуемой.
Поэтому - не ищите приключений, а ищите лучше соответствующую проектную организацию.
Без обид пожалуйста.

Из теории для начала в Николаева загляните, там есть и пьезометры и размещение подкачивающих насосных станций в зависимости от рельефа и высоты зданий. Насосы должны собственно обеспечить тоже самое, что и на источнике - требуемый из условия компенсации потерь напор и расход обеспечивающий покрытие тепловой нагрузки. Если там просто подкачка, а не ЦТП, то ставьте ЧРП с поддержанием постоянного выходного давления и будет Вам счастье. Защиту от гидроудара - самое простое и в принципе эффективное мероприятие - обратный клапан в байпас насосов. При отключении питания спасет от порывов трассы. Но лучше поставить 2 рабочих насоса на разные секции шин от электриков и сделать схему АВР (что собственно и так необходимо).

Ни в коем случае!
И о защите потребителей при аварийном останове насосной не забыть надо.

А в чем проблема? Если это не ЦТП, то ИТП потребителей будут менять расход в сети своими регуляторами. В этом случае постоянное выходное давление это гешефт теплоснабжающей организации. Поскольку судя по всему рассматривается повышающая насосная станция, подпитка сети ведется на источнике. Значит обратка в начале трассы постоянная, а вот с понижением расхода если насосы не регулировать может возникнуть нерасчетный перепад на потребителях - придет больше чем при расчетной нагрузке. А ЧРП как мгновенный регулятор проблему устраняет.
А защита от гидроудара это обратный клапан и есть.

Может быть мы по разному вход/выход понимаем?
В моём понимании вход - это всас насосов, т.е. тепловая сеть со стороны потребителей. Именно там и только там должно регулироваться давление. Ибо давление со стороны источника (выход) регулировать невозможно. Оно определяется уставкой регулятора подпитки на источнике и потерями от ПНС до источника.
Насосная станция на обратке не может рассматриваться как повышающая, так как она понижает давление в обратном трубопроводе со стороны потребителей, не изменяя при этом давление в обратном трубопроводе.
ЧРП действительно является оптимальным способом регулирования, имеющим значительные преимущества по сравнению с дроссельным регулированием и регулированием перепуском. Сложности (причём значительные) возникают только если число насосов больше единицы. Недаром шведы в Стокгольме на своих насосных по одному насосу устанавливают. Причём без резерва.
А кроме защиты от гидроудара, должна предусматриваться защита от повышения давления у потребителей при аварийном останове насосной. Впрочем, такая защита актуальна только при наличии потребителей подключенных по зависимой схеме. Монтируется эта защита в так называемом "узле рассечки" и должна быть энергонезависимой, т.к. наиболее вероятный вариант аварийного останова насосной - отключение электроснабжения. Поэтому, задвижка с гидроприводом конструкции Мосэнерго - это вещь! Работает пока давление в сетях есть. Надо только скорость закрытия правильно отрегулировать, чтобы гидроудар не получить.
Вкратце - где-то так.

Опять "понижающие насосные станции". Наверное, в них стоят насосы с отрицательным напором.

Перед тем как язвить, ознакомились бы с пьезометрами тепловой сети с включенной и остановленной Перекачивающей Насосной Станцией (ПНС) на обратном трубопроводе.
После ознакомления не будете ли Вы так любезны сообщить, в какой конкретно точке тепловой сети насосная на обратке поднимает давление?

Если в данном случае просто остановить ПНС, то прежде всего сильно упадёт расход воды в системе, т.к. напора насоса на источнике будет недостаточно. Ничего особенного с пьезометрами не произойдёт.
Насосная на обратке абсолютно ничего не понижает, а повышает давление на оставшейся обратке и создаёт располагаемый напор для оставшихся потребителей между ПНС и источником.
Не надо путать работу насосов с работой инженера.

Вы сравниваете стационарный режим с переходным. Это не корректно. Переходной период может быть различной продолжительности: от нескольких минут при 100% автоматизации тепловых узлов до нескольких недель требуемых на замену шайб или регулировку пятым вентилем.
Сравнивать надо два стационарных режима:
1. Насосная не работает. Все потребители налажены и обеспечены расчётным расходом теплоносителя.
2. Насосная работает. Все потребители налажены и обеспечены расчётным расходом теплоносителя. V1=V2.

Пьезометр прилагаю.

Так Вы же спрашивали, что будет если остановить подкачивающую станцию?
Наступит абсолютно стационарный режим с низким расходом теплоносителя.

Теперь хотелось бы вот два момента разобрать.
Задались мы, например, на источнике давлением подпитки, напором насоса при заданном расходе исходя из местных условий. Получили прямое давление на выходе из источника. Строим "пьезометр". Где-то на обратке видим: давление в обратной магистрали падает до давления подпитки. Либо придётся увеличить напор насоса на источнике (если это возможно), либо предусмотреть ПНС. Решаем установить ПНС. Заметьте: при этом никакого изменения в построенном ранее пьезометре не произойдёт, никакое давление на обратке не снизится. Мы просто достраиваем пьезометрический график, повысив давление в магистрали за счёт напора ПНС.

Второе. Имеем, например, два удалённых объекта от источника. Опять же необходимо повышение давления. Мы можем исходя из характеристик местности и объектов, а, может, и просто нашего желания, установить ПНС как на подающей магистрали, так и на обратной. Но получается, если в первом случае мы соглашаемся признать станцию повышающей, то такую же станцию, расположенную через 10 м трассы - уже ни за что?

В каждой теме, пожалуй, найдётся какой-нибудь "знаток", кот. неприменёт указать насколько это сложный вопрос и вопрошающему уж никак с ним не справиться. Вы, надо полагать, очень опытный проектировщик, что теоретизируете на такие темы. Вопрошающий, по-видимому, и есть разработчик раз задаёт такие вопросы. Если нечего сказать по теме, может, лучше промолчать?
Без обид пожалуйста.

Всё верно. Только Вы немного логическую цепочку до конца не довели. Обе станции будут повышать. Но повышать что? Перепад повышать. Станция на подающей за счёт повышения давления подающей. Станция на обратной за счёт снижения давления обратки.


Не, ну какие уж тут обиды, если честь мундира проектировщика задета.
Просто ещё раз повторю, что опытнейший в проектировании сетей и источников проектировщик насосную по справочникам правильно никогда не спроектирует. Как бы он пальцы не растопыривал. Разве что в простейшем варианте. Один источник - одна магистраль. И не потому, что тема архисложная, а потому, что что ньюансов много, о которых в учебниках не пишут. А по нормальному, учиться надо у товарищей которые эти насосные уже проектировали. Недаром в России специализированная организация по проектированию насосных имеется. Вот там Проектировщики работают. И начинают они ни в коем случае не с подбора насосов. А с анализа возможных режимов работы всей тепловой сети в целом. С учётом перспективы и возможных аварийных ситуаций. А параметры насосов при этом сами собой определяются.

2A.R.
Неверно. Станция на обратке не понижает давления на обратке. До ПНС оно остаётся прежним, после ПНС повышается.

По поводу проектирования. Не вижу, если честно, сверхестественных задач ни по гидравлике, ни по автоматизации.
И не только опытнейший, но просто грамотный инженер не только может, но и должен суметь правильно подобную систему спроектировать. Разве так сложен приведённый Вами пьезометрический график? Вся задача - наложить его на профиль местности и допустимые диапазоны давлений по участкам и потребителям, грубо говоря, 1) перемещая пьезолинии вверх-вниз по оси ординат за счёт давления подпитки (это решается и при проектировании обычных систем), плюс 2) перемещая расположение ПНС по оси абсцисс и 3) изменяя соотношение напоров насосов на источнике и ПНС при известной их сумме.
Учёт перспективы (если такая есть), аварийных ситуаций и т.д. - подключай-отключай нагрузки и проверяй изменение графика.
А по защите Вы сами и К.Д., думаю, уже достаточно написали.

Конечно, меньше опыта - больше затраченного времени, но опыта не будет без самого опыта. Не Боги горшки обжигают и становятся Проектировщиками. Вы же сами пишете - учиться надо, а как учиться, отдавая работу чужому дяденьке?

1. Не так, с точностью до наоборот. Посмотрите внимательнее на пьезометр. До насосной (со стороны всаса) давление понижается, после насосной (со стороны источника) давление не изменяется. Конечно, всё это только при условии, что в обоих случаях потребители отрегулированы и расход одинаковый.
2. Пьезометрический график я простейший приложил. Жизнь бывает более сложные задачи ставит. А если тепловая сеть сложной конфигурации с многочисленными закольцовками? А если два источника параллельно + ПНС? А если три источника + ПНС? А если три источника, один из которых, в зависимости от ситуации может выступать в роли ПНС или котельной?
По аварийным и перспективным режимам. Всё правильно Вы написали. Только для начала работоспособную математическую модель тепловой сети создать надо. И точность расчётов экспериментально проверить.
3. Хочу ещё раз подчеркнуть, что ПНС не так сложна, как специфична. Как регулировать? Перепуском - каменный век. Дросселированием - одним регулирующим клапаном большого диаметра регулировать или несколькими разного диаметра параллельно установленными? Частотным регулированием - частотник на одном насосе (не лучшее решение) или на всех? Насосная автоматическая или с персоналом? Если автоматическая, по какому алгоритму пуск/останов насосов при изменении нагрузки происходит? Узел рассечки необходим или можно обойтись? Если необходим, как обеспечить его энергонезависимость? Гидропривод? Как обеспечить его управление? и т.д.
Поймите правильно. Я хочу сказать только то, что не поучавствовав в проектировании ПНС под руководством опытного специалиста или не познакомившись детально с проектами такими специалистами разработанными, браться за дело безрассудно.

Смотрю внимательно. Никакого отношения Ваш пьезометр к условию "в обоих случаях ... расход одинаковый" не имеет - неужели непонятно? Иначе и ПНС бы не нужна была.
ПНС нисколько не влияет на давление до себя. Она повышает давление, чтобы создать располагаемый напор по отношению к давлению подпитки для преодоления потерь на обратно линии до источника. А вот для чего "Проектировщик" (тот, который с большой буквы) её предусмотрел, какие вопросы с её помощью решал - это к работе самой ПНС никакого отношения не имеет.

Можно, конечно, мысленно воображать, что насосная станция понижает давление, вот только проектировщика, особенно начинающего, это только запутает. Начнёт, пожалуй, думать, откуда ему напор ПНС вычитать, при том что располагаемый напор у потребителя должен остаться прежним.
А примеры с двумя, тремя ИТ и т.д. - его ещё и запугает. Нет же здесь такой задачи.
Ну неужели это цель - запутать и запугать? Да в жизни всё как правило гораздо проще. Вот опыт проектирования просто тепловых сетей - он безусловно нужен.

Повторим ещё раз более подробно.
1. В точке"1" давление зафиксировано регулятором подпитки. Согласны?
2. Потери на участке "1"-"2" определяются как "дельта Аш = эс*вэ квадрат". Согласны?
3. Следовательно давление в точке "2" тоже зафиксировано и не зависит от того, работает ПНС или нет (при одинаковых расходах). Согласны?
4. Давление в точке "3" определяется перепадом, создаваемым ПНС и меньше давления в точке "2". Согласны?
5. Следовательно, ПНС на обратке снижает давление обратной сетевой воды у потребителя. Это и на картинке видно.

З.Ы.
Только надо не забывать, что "до себя" - это "до насосов", т.е. со стороны потребителей.
А на давление в точке "2" ПНС может воздействовать только кратковременно, например при увеличении расхода после её включения. Регулировать давление в этой точке при помощи ПНС невозможно.

1. Согласен.
2. Потери на любых участках при постоянном расходе вообще не зависят от наличия или отсутствия ПНС.
3. Давления от "1" до "3" определяются исключительно напором, создаваемым насосами на источнике и не зависят от того, работает ПНС или нет.
4. Давление в т. "2" абсолютно не фиксировано и зависит от перепада, создаваемого насосами ПНС.

Итого.
ПНС необходима в случае, если всё необходимое циркуляционное давление мы не можем (не хотим) создать на источнике. Тогда его часть реализуется на ПНС. Все давления от источника до ПНС зависят только от давления подпитки и напора насосов на источнике, все давления от ПНС до источника - от напора насосов ПНС и давления подпитки.

Мне кажется проблема в том, что при остановке ПНС пьезометр не будет таким как на рисунке. Чем например можно объяснить разницу давлений на конце. В одном случае она больше, в другом меньше, ведь сопротивление (S) концевого потребителя не меняется. А видимо тем, что расход уменьшился в связи с уменьшением перепада и стало быть V1=v2 уже не верно

Повторим ещё раз, только медленно и вдумчиво.
Потери на участке "1"-"2" определяются как "дельта Аш = эс*вэ квадрат". Расход на этом участке не менялся, сопротивление тоже не менялось, следовательно потери тоже не изменились. Следовательно давление в точке "2" тоже зафиксировано и не зависит от того, работает ПНС или нет (при одинаковых расходах).
Не перескакивайте с точки "1" сразу на "3". Идите по пьезометру последовательно.
ПНС, кстати, необходима не только в описанном вами случае, но и для снижения давления у потребителей при больших перепадах высот. Соответствующую картинку нарисовать или из учебника отсканнировать сейчас не успеваю. Постараюсь в понедельник сделать.


Я уже пояснял: сравниваем режимы при условии наладки потребителей и потреблении ими расчётного расхода, т.е при V1=V2.
Наладка это происходит за несколько минут при 100% автоматизации и несколько недель при замене шайб и регулировке вентилями.
Сравнивать режимы с разными расходами смысла нет.

Забавная дискуссия.
Поймите, для условия равенства расхода (в чём с Вами согласен) необходимо, чтобы располагаемый напор у потребителя также оставался равным. Это без ПНС возможно только в том случае, если весь напор будет реализован на источнике (либо устройством ПНС на подаче, но от этого смысл не меняется), т.е. весь верхний пьезометр должен быть поднят на напор ПНС.
И вот эти две картинки надо сравнивать, а не то, что Вы нарисовали.
В этом случае, по Вашей логике, надо тогда считать, что ПНС понижает давление не только на обратке, а от самой точки P1 на источнике, т.е. от самого выходного фланца насоса источника. Т.е. мы зачем-то одновременно повышаем давление в этой точке одним насосом и снижаем другим. А давление в этой точке, по-видимому, является разностью напоров насосов на источнике и ПНС. И это, по-видимому, облегчает понимание и расчёт подобной системы.

P.S. Последовательно по пьезометру обычно "ходят" в направлении движения теплоносителя, а не наоборот. Так что от т.1 к т.2 я лично "хожу" через т.3 (по Вашей схеме), и другим советую.
Перепады высот - это частности, принципиально ничего не меняют.

Если рассматривать пьезометр системы с ПНС в случае её остановки, то одновременно изменится наклон верхней и нижней ветвей на более пологий, но он не сможет компенсировать уменьшение располагаемого напора у потребителей. Но режимы с разными расходами мы не сравниваем.

Простите меня за неумение объяснить.
Может быть Соколову Ефиму Яковлевичу это лучше удастся?
Скан из его "Теплофикации и тепловые сети прилагаю".